Dans le scénario proposé par les astrophysiciens, le gaz en provenance de l'étoile compagnon est canalisé le long des lignes du champ magnétique du pulsar jusqu'à percuter l'un de ses pôles magnétiques. Ce gaz, chauffé à des températures extrêmes, produit un copieux flux de photons de haute énergie. Ce sont ces photons, émis de manière périodique à la fréquence de rotation du pulsar, qui ont été détectés par le satellite INTEGRAL. Des observations complémentaires effectuées par le satellite Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA ont permis de montrer que, durant cette phase de cannibalisation de l'étoile compagnon, le pulsar tourne de plus en plus vite. La matière de l'étoile, aspirée sous l'effet du champ gravitationnel très intense du pulsar, fournit l'énergie nécessaire pour accélérer sa vitesse de rotation.

IGR J00291+5934, nom de ce pulsar binaire, a été découvert grâce à la précision et l'acuité du télescope du satellite INTEGRAL le 2 décembre 2004, lors d'un sondage de la Voie lactée. Le satellite Rossi X-ray Timing Explorer, conçu pour étudier les variations rapides du signal d'un astre, a alors déterminé que le pulsar accomplissait une révolution toutes les 1,67 millisecondes et qu'il était accompagné d'une étoile de faible masse de 40 fois la masse de Jupiter. Cette étoile décrit une orbite autour du pulsar en 2,5 heures.

Ce pulsar ultrarapide est le premier découvert par INTEGRAL et le plus rapide d'une famille qui compte désormais six membres. Ces observations renforcent l'hypothèse selon laquelle les pulsars isolés ultrarapides sont la conséquence de ce processus d'absorption


INTEGRAL

La mission INTEGRAL ((International Gamma-Ray Astrophysics Laboratory ou Laboratoire International pour l'Astrophysique des Rayons Gamma), mission astronomique de l'ESA (Agence Spatiale Européenne) est dévolue à l'exploration détaillée des sites célestes émettant des rayons gamma. Le satellite INTEGRAL, mis en orbite en octobre 2002, est équipé d'IBIS (Imager on Board the INTEGRAL Satellite), un télescope à masque codé, dont l'élément clef, le plan détecteur ISGRI (INTEGRAL Soft Gamma-Ray Imager), est une première mondiale. C'est en effet la première fois qu'est réalisée une caméra gamma à détecteurs semi-conducteurs. Cette caméra, équipée d'ASICs développés par le Laboratoire d'électronique et des technologies de l'information (Leti), a été réalisée au centre CEA de Saclay sous maîtrise d'oeuvre du Dapnia avec le soutien du Centre National d'Etudes Spatiales (CNES). Elle permet à IBIS d'afficher des performances sans précédent, tant en ce qui concerne sa sensibilité que sa résolution spectrale. INTEGRAL comprend encore un spectromètre (SPI), dont le boîtier électronique de traitement des événements a également été développé au Dapnia. SPI a été étalonné dans les installations de la Direction des applications militaires du CEA, à Bruyères le Châtel.

Pulsar

Un pulsar est le résidu de l'explosion d'une étoile massive. Astre extrêmement dense composé principalement de neutrons, sa masse est égale à la masse du Soleil mais est concentrée dans une sphère de seulement 20 kilomètres de diamètre. En rotation rapide dès sa formation (plusieurs dizaines de millisecondes à quelques secondes), cette étoile à neutrons convertit durant son existence son énergie de rotation en rayonnement électromagnétique, détecté par les télescopes sous la forme d'une émission périodique. Ce processus s'accompagne irrémédiablement d'un ralentissement de la rotation de l'étoile.
Le scénario est différent dans le cas où l'astre compact est accompagné d'une étoile. Le champ gravitationnel extrêmement intense du pulsar aspire la matière de l'étoile, fournissant ainsi un surplus d'énergie capable d'accélérer sa vitesse de rotation. Ce processus peut conduire après quelques milliards d'années à la disparition de l'étoile compagnon, ne laissant de ce couple qu'un pulsar isolé ultrarapide.

Pour en savoir plus :

• Le site du Service d'astrophysique du Dapnia / Direction des sciences de la matière du CEA
• Sur le site de l' ESA
• Les résultats détaillés de l'observation : http://www.arxiv.org/abs/astro-ph/0508613