Crédit d'image: NSF
Les astronomes ont utilisé la précision du Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation pour déterminer la distance à un pulsar. On pensait auparavant que l'objet, appelé PSR B0656 + 14, était éloigné jusqu'à 2500 années-lumière, mais il était au même endroit dans le ciel qu'un vestige de supernova qui n'est qu'à 1000 années-lumière. On pensait que c'était une coïncidence, mais la nouvelle mesure du VLBA fixe le pulsar à 950 années-lumière; la même distance que le reste - ils ont tous deux été créés par la même explosion de supernova.
Emplacement, emplacement et emplacement. Le vieil adage immobilier sur ce qui est vraiment important s'est avéré applicable à l'astrophysique, car les astronomes ont utilisé la «vision» radio nette du Very Long Baseline Array (VLBA) de la National Science Foundation pour déterminer la distance jusqu'à un pulsar. Leur mesure précise de la distance a ensuite résolu un différend sur le lieu de naissance du pulsar, a permis aux astronomes de déterminer la taille de son étoile à neutrons et peut-être de résoudre un mystère sur les rayons cosmiques.
"Obtenir une distance précise à ce pulsar nous a donné une vraie aubaine", a déclaré Walter Brisken, de l'Observatoire national de radioastronomie (NRAO) à Socorro, NM.
Le pulsar, appelé PSR B0656 + 14, se trouve dans la constellation des Gémeaux et semble être près du centre d'un reste de supernova circulaire qui chevauche les Gémeaux et sa constellation voisine, Monoceros, et est donc appelé l'anneau Monogem. Étant donné que les pulsars sont superdenses, des étoiles à neutrons tournantes sont restées lorsqu'une étoile massive explose en tant que supernova, il était logique de supposer que l'anneau Monogem, la coquille de débris d'une explosion de supernova, était le reste de l'explosion qui a créé le pulsar.
Cependant, les astronomes utilisant des méthodes indirectes pour déterminer la distance au pulsar avaient conclu qu'il était à près de 2500 années-lumière de la Terre. D'un autre côté, le reste de la supernova a été déterminé à seulement environ 1000 années-lumière de la Terre. Il semblait peu probable que les deux soient liés, mais ils sont apparus à proximité dans le ciel uniquement par une juxtaposition fortuite.
Brisken et ses collègues ont utilisé le VLBA pour effectuer des mesures précises de la position du ciel du PSR B0656 + 14 de 2000 à 2002. Ils ont pu détecter le léger décalage de la position apparente de l'objet vu des côtés opposés de l'orbite terrestre autour du Soleil. Cet effet, appelé parallaxe, fournit une mesure directe de la distance.
"Nos mesures ont montré que le pulsar est à environ 950 années-lumière de la Terre, essentiellement à la même distance que le reste de la supernova", a déclaré Steve Thorsett, de l'Université de Californie à Santa Cruz. "Cela signifie que les deux ont presque certainement été créés par la même explosion de supernova", a-t-il ajouté.
Avec ce problème résolu. les astronomes se sont ensuite tournés vers l'étude de l'étoile à neutrons du pulsar elle-même. En utilisant une variété de données provenant de différents télescopes et armés de la nouvelle mesure de distance, ils ont déterminé que l'étoile à neutrons avait entre 16 et 25 miles de diamètre. Dans une si petite taille, il contient une masse à peu près égale à celle du Soleil.
Le résultat suivant de l'apprentissage de la distance réelle du pulsar a été de fournir une réponse possible à une question de longue date sur les rayons cosmiques. Les rayons cosmiques sont des particules subatomiques ou des noyaux atomiques accélérés à presque la vitesse de la lumière. On pense que les ondes de choc dans les restes de supernova sont responsables de l'accélération d'un grand nombre de ces particules.
Les scientifiques peuvent mesurer l'énergie des rayons cosmiques et ont noté un excès de ces rayons dans une gamme d'énergie spécifique. Certains chercheurs ont suggéré que l'excès pourrait provenir d'un seul reste de supernova à environ 1000 années-lumière de distance dont l'explosion de la supernova était d'environ 100 000 ans. La principale difficulté avec cette suggestion était qu'il n'y avait aucun candidat accepté pour une telle source.
"Notre mesure place désormais le PSR B0656 + 14 et l'anneau Monogem exactement au bon endroit et au bon âge pour être à l'origine de cet excès de rayons cosmiques", a déclaré Brisken.
Grâce à la capacité du VLBA, l'un des télescopes du NRAO, à effectuer des mesures de position extrêmement précises, les astronomes s'attendent à améliorer encore plus la précision de leur détermination de distance.
"Ce pulsar est en train de devenir un laboratoire fascinant pour étudier l'astrophysique et la physique nucléaire", a déclaré Thorsett.
Outre Brisken et Thorsett, l'équipe d'astronomes comprend Aaron Golden de l'Université nationale d'Irlande, Robert Benjamin de l'Université du Wisconsin et Miller Goss de NRAO. Les scientifiques rapportent leurs résultats dans des articles parus dans le Astrophysical Journal Letters en août.
Le VLBA est un système à l'échelle du continent de dix antennes de radiotélescope, allant d'Hawaï à l'ouest aux îles Vierges américaines à l'est, offrant le plus grand pouvoir de résolution, ou la capacité de voir les détails, en astronomie. Dédié en 1993, le VLBA est exploité depuis le NRAO's Array Operations Center à Socorro, au Nouveau-Mexique.
L'Observatoire national de radioastronomie est un établissement de la National Science Foundation, exploité en vertu d'un accord de coopération par Associated Universities, Inc.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ORANO
