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Le télescope Susaku de la Jaxa/Nasa, image d'artiste. Crédit : Jaxa
Les naines blanches sont des objets compacts résidus de l'évolution stellaire, dont la masse ne peut pas dépasser la masse de Chandrasekharmasse de Chandrasekhar d'environ 1,44 masse solaire. Les étoiles à neutrons ne peuvent guère être plus lourdes mais leur densité est plus importante. Alors que les naines blanches ont une taille comparable à celle de la Terre, c'est seulement en dizaines de kilomètres que se compte le diamètre d'une étoile à neutrons.
Alors que les naines blanches sont censées être relativement calmes, quand elles ne sont pas entourées d'un disque d'accrétion formé de la matière qu'elles arrachent à une étoile compagne dans un système binairesystème binaire, les étoiles à neutrons sont connues comme de puissants émetteurs d'ondes radio. Tournant très rapidement sur elles-mêmes et avec un champ magnétiquechamp magnétique intense, elles se comportent comme un phare cosmique dont le faisceau d'ondes radio peut parfois balayer notre planète. Au radiotélescoperadiotélescope, cela se traduit donc par une série de « bips » dont la période est celle de la rotation de l'étoile à neutrons. C'est pourquoi on parle de pulsarpulsar, de l'anglais pulsating star.
Les chercheurs de la Jaxa et du NASANASA Goddard Space Flight CenterGoddard Space Flight Center étaient à la recherche d'un possible rôle des naines blanches dans la production des rayons cosmiquesrayons cosmiques à basses énergiesénergies lorsqu'ils ont décidé d'utiliser le télescopetélescope Susaku pour observer l'étoile AE Aquarii en rayons Xrayons X. Ils ne s'attendaient pourtant pas à trouver une série d'impulsions périodiques en rayons X associées à cette naine blanche, membre d'un système binaire.
Crédit : Casey Reed
Un disque d'accrétion est présent autour d'AE Aquarii et les chercheurs savaient qu'il en résultait une légère émissionémission de rayons X, peu énergétiques, analogue à la diffusiondiffusion d'une étoile dans le visible. Mais de là à imaginer qu'ils verraient aussi des impulsions courtes, focalisées et assez énergétiques à ces longueurs d'ondeslongueurs d'ondes...
Accélérateurs de particules cosmiques
Pourtant, les chercheurs menés par Yukikatsu Terada de l'Institute of Physical and Chemical Research (RIKEN) au Japon ont dû se rendre à l'évidence. Mieux, la période des pulsations en rayons X durs étant de 33 secondes, c'est-à-dire précisément celle de la rotation de AE Aquarii sur elle-même, il a fallu en conclure que cette étoile se comportait comme le pulsar de la nébuleuse du Crabenébuleuse du Crabe. Dans les deux cas, la combinaison d'un champ magnétique intense et d'une rotation rapide conduit à l'accélération de particules de matière arrachées à l'astreastre et se déplaçant presque à la vitesse de la lumièrevitesse de la lumière. En interagissant avec le champ magnétique, ces particules émettaient alors des rayons X par rayonnement synchrotronrayonnement synchrotron.
Les nombreuses naines blanches dans les galaxiesgalaxies seraient alors des accélérateurs de particules et l'on aurait là une explication possible pour les rayons cosmiques à basses énergies, ce qui était d'ailleurs bien ce que les chercheurs voulaient démontrer initialement.
