Enfin, COS-B a identifié une source γ avec un objet extragalactique, le quasar 3C273, dont la distance, évaluée d'après son décalage spectral, serait de l'ordre de 2 milliards d'années-lumière. Pour donner à cette distance l'intensité d'éclairement γ détectée, ce quasar devrait avoir une puissance comparable à celle de 10 millions de milliards de Soleils. Ou bien on est en présence d'un phénomène physique d'une nature inconnue, ou bien 3C273 est beaucoup moins éloigné qu'on ne le croyait, et son décalage spectral est dû au moins pour une bonne part à une cause autre que l'expansion de l'Univers. Voilà qui risque de remettre en question la méthode d'évaluation des distances par la mesure des décalages vers le rouge, sinon le principe même de l'expansion, auquel se sont ralliés aujourd'hui la plupart des astrophysiciens.

Michel Rouzé

Astronomie

Le pulsar ultrarapide : une nouvelle énigme céleste

Depuis 1967, près de 350 pulsars radio ont été découverts dans notre Galaxie. Ces radiosources compactes, dont les émissions nous parviennent sous forme d'impulsions périodiques extrêmement régulières, sont très probablement des étoiles à neutrons : petits astres très denses constituant l'ultime stade d'évolution d'étoiles un peu plus massives que le Soleil après leur explosion en supernovae. Dotés d'un champ magnétique extrêmement intense, ils seraient en rotation rapide ; leur rayonnement, émis par des particules relativistes selon un faisceau très directif, balaierait l'espace à la manière d'un phare tournant.

Interrogations

Nombre de questions posées par ces objets restaient encore sans réponse. Il s'y ajoute désormais tout un ensemble d'interrogations nouvelles soulevées par la découverte d'un pulsar en rotation ultrarapide. Détecté à l'automne 1982, à l'emplacement d'une radiosource connue depuis vingt ans, ce pulsar est situé dans la constellation du Petit Renard, à une distance d'environ 8 000 années-lumière, et désigné, d'après sa position dans le ciel, par le matricule PSR 1937 + 214. Ses impulsions radio ont une période de 1,5578 milliseconde seulement. Il tourne donc sur lui-même au rythme vertigineux de 642 tours par seconde, soit environ 20 fois plus vite que le pulsar le plus rapide connu auparavant, celui de la nébuleuse du Crabe. En lui supposant un diamètre de 20 km (valeur typique pour un pulsar), on trouve pour sa surface, à l'équateur, une vitesse de rotation atteignant 13 % de la vitesse de la lumière. Il lui suffirait de tourner trois fois plus vite pour voler en éclats sous l'effet de la force centrifuge. Son énergie cinétique de rotation atteint une valeur fantastique, comparable au total de l'énergie dégagée par l'explosion d'une supernova.

Contradiction

Les modèles jusqu'ici développés pour rendre compte des propriétés des pulsars impliquent que les plus jeunes d'entre eux sont ceux dont la rotation est la plus rapide. On observe, en effet, une très lente décélération de la rotation de ces objets au cours du temps. Ce ralentissement correspondrait à la perte d'énergie due à l'émission de rayonnement. Il est d'autant plus sensible que le pulsar tourne vite et possède un champ magnétique intense. Or PSR 1937 + 214 contredit ce schéma : le pulsar le plus rapide apparaît comme celui dont le ralentissement est, de loin, le plus faible. Sa période de rotation n'augmente guère, semble-t-il, que de 1,3.10^– 19 s par seconde, ce qui indique que son champ magnétique est particulièrement faible et conduit à lui attribuer un âge très respectable, de plusieurs centaines de millions d'années.

Recyclage

Comment un pulsar aussi vieux peut-il tourner aussi vite tout en dissipant son énergie aussi lentement ? Selon l'explication proposée par quelques théoriciens, PSR 1937 + 214 serait un pulsar « recyclé ». Après avoir initialement constitué l'une des composantes d'un système binaire, il aurait connu l'évolution d'un pulsar ordinaire, avec une rotation de plus en plus lente et un champ magnétique de plus en plus faible au fur et à mesure que son énergie se dissipait. Mais la capture, par accrétion, de la matière de son compagnon aujourd'hui disparu lui aurait permis d'accélérer à nouveau sa rotation. Finalement, il disposerait désormais d'une grande énergie cinétique de rotation, mais d'un faible champ magnétique, ce qui expliquerait le rythme très lent suivant lequel il perd son énergie.