D’énigmatiques impulsions radio lentes venues de l’espace intriguent les chercheurs. Une nouvelle étude pourrait enfin les expliquer.

Un phare cosmique qui ne tourne pas rond

Imaginez un phare dans la nuit cosmique qui clignote toutes les quelques minutes, voire toutes les quelques heures. Depuis leur découverte en 2022, ces impulsions radio, que les experts appellent des « transitoires à longue période », sont un véritable casse-tête pour les astronomes. Pourquoi ? Parce que selon nos connaissances actuelles, cela ne devrait pas exister. Mais une nouvelle étude publiée aujourd’hui dans Nature Astronomy pourrait bien changer la donne.

Pour comprendre le problème, il faut savoir que les radioastronomes ont l’habitude des pulsars. Ce sont des étoiles à neutrons en rotation rapide qui, comme des phares cosmiques, balayent nos télescopes avec de puissants faisceaux radio émis depuis leurs pôles. D’ordinaire, les pulsars les plus lents effectuent une rotation en quelques secondes seulement. C’est leur « période ».

Or, ces dernières années, on a découvert des objets avec des périodes allant de 18 minutes à plus de six heures. C’est là que ça coince : d’après tout ce que nous savons sur les étoiles à neutrons, elles ne devraient pas être capables de produire des ondes radio en tournant si lentement. Alors, est-ce la physique qui a tort ?

Le suspect n’est pas celui qu’on croyait

Et si nous ne regardions pas la bonne étoile ? Les étoiles à neutrons ne sont pas les seuls vestiges stellaires compacts du quartier. Notre nouvelle étude apporte la preuve que le transitoire à longue période le plus durable, baptisé GPM J1839-10, est en réalité une naine blanche.

Bon, qu’est-ce que c’est concrètement ? Comme les étoiles à neutrons, les naines blanches sont des restes d’étoiles mortes. Elles ont environ la taille de la Terre, mais contiennent la masse d’un soleil entier. Jusqu’ici, on n’a jamais vu une naine blanche isolée émettre des impulsions radio. Mais si vous la mettez en couple avec une naine de type M (une étoile classique faisant environ la moitié de la masse du soleil) dans un système binaire serré, elles ont tous les ingrédients pour le faire.

On sait que ces « pulsars naines blanches » à rotation rapide existent puisqu’on les a observés ; le premier a été confirmé en 2016. La question qui se posait alors était simple : les mystérieux transitoires à longue période pourraient-ils être les cousins plus lents de ces pulsars naines blanches ?

Plus de dix de ces objets ont été découverts à ce jour. Le souci, c’est qu’ils sont si loin et si profondément enfouis dans notre galaxie qu’il est difficile de les identifier. Ce n’est qu’en 2025 que deux d’entre eux ont été formellement identifiés comme des binaires naine blanche–naine M. C’était inattendu, mais il nous manquait encore un modèle solide pour expliquer comment tout cela fonctionne.

Une traque mondiale pour un signal unique

C’est là qu’entre en scène GPM J1839-10. Découvert en 2023, cet objet possède une période de 21 minutes. Ce qui le rend unique, c’est sa longévité : en fouillant dans les archives, nous avons retrouvé ses impulsions dans des données remontant aussi loin que 1988 ! Comme il se trouve à 15 000 années-lumière, nous ne pouvons le voir qu’en ondes radio.

Pour percer son secret, nous avons organisé une observation « tour du monde ». Trois télescopes se sont relayés pour suivre la source pendant la rotation de la Terre : l’ASKAP en Australie, le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud et le Karl G. Jansky Very Large Array aux États-Unis.

Résultat ? Ce signal intermittent n’était pas du tout aléatoire. Les impulsions arrivent par groupes de quatre ou cinq. Ces groupes viennent par paires, séparées de deux heures. Et ce schéma complet se répète toutes les neuf heures. Une telle stabilité signe forcément la présence d’un système binaire où deux corps orbitent l’un autour de l’autre toutes les neuf heures. Les masses calculées correspondent parfaitement : c’est bien une naine blanche couplée à une naine M. Grâce aux données combinées, nous avons même pu affiner la période orbitale avec une précision de 0,2 seconde.

Le chaînon manquant dévoilé

Les données radio nous offrent bien plus qu’une simple confirmation. Le rythme particulier de ces impulsions agit comme un véritable battement de cœur qui nous révèle la nature du système. Inspirés par une étude précédente, nous avons modélisé GPM J1839-10 : imaginez une naine blanche générant un faisceau radio lorsque son pôle magnétique balaie le vent stellaire de sa compagne. L’alignement changeant des deux corps par rapport à notre ligne de visée prédit exactement ce motif de battement cardiaque.

Nous pouvons même reconstruire la géométrie du système, comme la distance entre les étoiles. En somme, GPM J1839-10 a tout l’air d’être le chaînon manquant entre les transitoires à longue période et les pulsars naines blanches. Armés de ce modèle, d’autres astronomes ont déjà détecté une variabilité optique sur ces mêmes périodes, même sans pouvoir distinguer visuellement la paire binaire. La recherche continue pour comprendre la physique exacte de ces émissions, mais une chose est sûre : un grand pas vers la compréhension de ces mystères cosmiques vient d’être franchi.

Selon la source : phys.org

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