Image composite de Geminga. Crédit d'image: XMM-Newton Cliquez pour agrandir
Une équipe dirigée par le Dr Patrizia Caraveo de l'Institut national italien d'astrophysique (INAF) à Milan a découvert cette piste cométaire avec des données des archives de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA. Cette découverte fait suite à la découverte de l’équipe en 2003 à l’aide du XMM-Newton de l’ESA des doubles queues de rayons X de Geminga qui s’étendent sur des milliards de chilomètres.
Ensemble, ces observations fournissent un aperçu unique du contenu et de la densité de «l'océan» interstellaire que Geminga traverse, ainsi que de la physique de Geminga elle-même. Non seulement la Geminga est proche, à seulement 500 années-lumière de la Terre, mais elle traverse notre champ de vision, offrant une vue spectaculaire d'un pulsar en mouvement.
"Geminga est le seul pulsar isolé que nous connaissons pour montrer à la fois une petite piste semblable à une comète et une plus grande structure de la queue", a déclaré le Dr Andrea De Luca de l'Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica de l'INAF, auteur principal d'un article sur cette découverte dans Astronomie et astrophysique. "Cette largage du voyage de Geminga à travers l'espace interstellaire fournit des informations sans précédent sur la physique des pulsars."
Un pulsar est un type d'étoile à neutrons à rotation rapide qui émet des impulsions de rayonnement stables à chaque rotation, canalisées le long de fortes lignes de champ magnétique, un peu comme un faisceau de phare balayant l'espace. Une étoile à neutrons est le noyau d'une étoile éclatée une fois au moins huit fois plus massive que le soleil.
Ces étoiles denses, d'environ 20 kilomètres de diamètre seulement, contiennent encore à peu près la masse du soleil. Les étoiles à neutrons contiennent le matériau le plus dense connu. Comme de nombreuses étoiles à neutrons, Geminga a reçu un «coup de pied» de l'explosion qui l'a créée et a volé dans l'espace comme un boulet de canon depuis.
De Luca a déclaré que la phénoménologie complexe des queues et des traces de Geminga doit provenir d’électrons de haute énergie qui s'échappent de la magnétosphère des pulsars en suivant des chemins clairement entraînés par le mouvement du pulsar ?? bf dans le milieu interstellaire.
La plupart des pulsars émettent des ondes radio. Pourtant, Geminga est «radio-silencieuse» et a été découverte il y a 30 ans comme une source unique de «rayons gamma uniquement» (ce n'est que plus tard que Geminga a été vue dans les bandes d'ondes de rayons X et de lumière optique). Geminga génère des rayons gamma en accélérant les électrons et les positrons, un type d'antimatière, à des vitesses élevées alors qu'elle tourne comme une dynamo quatre fois par seconde.
"Les astronomes savent que seule une fraction de ces particules accélérées produisent des rayons gamma, et ils se demandent ce qui arrive aux autres", a déclaré Caraveo, co-auteur de l'article Astronomy & Astrophysics. «Grâce aux capacités combinées de Chandra et XMM-Newton, nous savons maintenant que de telles particules peuvent s'échapper. Une fois qu'elles atteignent le front de choc, créé par le mouvement supersonique de l'étoile, les particules perdent leur énergie rayonnant des rayons X. »
Pendant ce temps, un nombre égal de particules (avec une charge électrique différente) devrait se déplacer dans la direction opposée, visant à nouveau vers l'étoile. En effet, lorsqu'ils frappent la croûte de l'étoile, ils créent de minuscules points chauds, qui ont été détectés par leur émission de rayons X variable.
La prochaine génération d'instruments à rayons gamma à haute énergie - à savoir la mission AGILE de l'Agence spatiale italienne et la mission GLAST de la NASA - explorera la connexion entre les rayons X et le comportement des rayons gamma des pulsars pour fournir des indices sur la nature du gamma inconnu -sources de rayons, selon le professeur Giovanni Bignami, co-auteur et directeur du Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) à Toulouse, France. Sur les 271 objets à rayons gamma de plus haute énergie détectés par un télescope de la NASA appelé EGRET, 170 sont restés non identifiés dans d'autres bandes de fréquences. Ces objets non identifiés pourraient être des «pulsars de rayons gamma» comme Geminga, dont la lumière optique et aux rayons X pourrait être visible uniquement en raison de sa proximité avec la Terre.
On ne connaît qu'une douzaine d'autres étoiles à neutrons isolés radio-silencieux, et Geminga est la seule à avoir des queues et des traînées et une émission abondante de rayons gamma. Bignami a nommé Geminga pour «source de rayons gamma Gemini» en 1973. Dans son dialecte milanais local, le nom est un jeu de mots sur «ghe minga», ce qui signifie «ce n'est pas là». En effet, Geminga n'a pas été identifié dans d'autres longueurs d'onde jusqu'en 1993, vingt ans après sa découverte.
L'équipe de découverte comprend également les Drs. Fabio Mattana et Alberto Pellizzoni de l'INAF - Istituto di Astrofisica Spaziale e Fisica Cosmica.
Source d'origine: communiqué de presse de l'INAF
