Crédit d'image: ESA
Les astronomes qui utilisent l'observatoire spatial XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne ont découvert une étoile à neutrons avec deux mystérieuses queues de rayons X, s'étendant sur près d'un tiers d'une année-lumière. Contrairement à la plupart des étoiles à neutrons, Geminga est étrangement silencieux dans le spectre radio, mais émet d'énormes quantités de rayonnement gamma.
Les astronomes utilisant l'observatoire de rayons X de l'ESA, XMM-Newton, ont découvert une paire de queues de rayons X, s'étendant sur 3 millions de kilomètres à travers le ciel. Ils émanent de la mystérieuse étoile à neutrons connue sous le nom de Geminga. Cette découverte donne aux astronomes un nouvel aperçu des conditions extraordinaires autour de l'étoile à neutrons.
Une étoile à neutrons ne mesure que 20 à 30 kilomètres de diamètre et est le reste dense d'une étoile éclatée. Geminga est l'une des plus proches de la Terre, à une distance d'environ 500 années-lumière. La plupart des étoiles à neutrons émettent des émissions radio, semblant pulser comme un phare, mais Geminga est «radio-silencieuse». Il émet cependant d'énormes quantités de rayons gamma pulsés, ce qui en fait l'une des sources de rayons gamma les plus brillantes du ciel. Geminga est le seul exemple d'une source de rayons gamma identifiée avec succès à partir de laquelle les astronomes ont acquis des connaissances importantes.
Il a 350 000 ans et laboure l'espace à 120 kilomètres par seconde. Son trajet crée une onde de choc qui comprime le gaz du milieu interstellaire et son champ magnétique naturellement intégré par un facteur de quatre.
Patrizia Caraveo, Instituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica, Milan, Italie, et ses collègues (au CESR, France, ESO et MPE, Allemagne) ont calculé que les queues sont produites parce que des électrons hautement énergétiques sont piégés dans ce champ magnétique amélioré. Lorsque les électrons spiralent à l'intérieur du champ magnétique, ils émettent les rayons X vus par XMM-Newton.
Les électrons eux-mêmes sont créés à proximité de l'étoile à neutrons. Le taux de rotation à bout de souffle de Geminga? une fois tous les quarts de seconde? crée un environnement extraordinaire dans lequel les électrons et les positrons, leurs homologues d'antimatière, peuvent être accélérés à des énergies extraordinairement élevées. À de telles énergies, ils deviennent de puissants producteurs de rayons gamma à haute énergie. Les astronomes avaient supposé que tous les électrons seraient convertis en rayons gamma. Cependant, la découverte des queues prouve que certains trouvent des échappatoires au maelström.
"Il est étonnant que de tels électrons énergétiques réussissent à s'échapper pour créer ces queues," dit Caraveo, "Les électrons de la queue ont une énergie très proche de l'énergie maximale réalisable dans l'environnement de Geminga."
Les queues elles-mêmes sont les bords lumineux de l'onde de choc tridimensionnelle sculptée par Geminga. Ces ondes de choc sont un peu comme le sillage d'un navire qui traverse l'océan. À l'aide d'un modèle informatique, l'équipe a estimé que Geminga se déplace presque directement sur notre champ de vision.
Les études de Geminga ne pourraient pas être plus importantes. La majorité des sources de rayons gamma connues dans l'Univers doivent encore être identifiées avec des classes connues d'objets célestes. Certains astronomes pensent qu'une grande partie d'entre eux pourrait être des étoiles à neutrons radio-silencieux de type Geminga. Certes, la famille des étoiles à neutrons radio-silencieux, découvertes grâce à leur émission de rayons X, ne cesse de croître. Actuellement, une dizaine d'objets sont connus mais seul Geminga possède une paire de queues!
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
