Le XMM-Newton de l'ESA a découvert un pulsar – les restes en rotation d'une étoile autrefois massive – qui est mille fois plus brillant qu'on ne le pensait auparavant.

Le pulsar est aussi le plus éloigné du genre jamais détecté, avec sa lumière voyageant 50 millions d'années-lumière avant d'être détectée par XMM-Newton.

Les pulsars tournent, étoiles à neutrons magnétisées qui balaient des impulsions régulières de rayonnement en deux faisceaux symétriques à travers le cosmos. S'ils sont convenablement alignés avec la Terre, ces faisceaux ressemblent à une balise de phare semblant clignoter pendant sa rotation. C'étaient autrefois des étoiles massives qui ont explosé en tant que puissante supernova à la fin de leur vie naturelle, avant de devenir de petits cadavres stellaires extraordinairement denses.

Cette source de rayons X est la plus lumineuse de ce type détectée à ce jour :elle est 10 fois plus lumineuse que le précédent recordman. En une seconde, il émet la même quantité d'énergie libérée par notre soleil en 3,5 ans.

XMM-Newton a observé l'objet plusieurs fois au cours des 13 dernières années, avec la découverte le résultat d'une recherche systématique de pulsars dans les archives de données - ses impulsions périodiques de 1,13 s le trahissant.

Le signal a également été identifié dans les données d'archives Nustar de la NASA, fournissant des informations supplémentaires.

"Avant, on croyait que seuls des trous noirs au moins 10 fois plus massifs que notre soleil se nourrissant de leurs compagnons stellaires pouvaient atteindre des luminosités aussi extraordinaires, mais les pulsations rapides et régulières de cette source sont les empreintes digitales des étoiles à neutrons et les distinguent nettement des trous noirs, " dit Gian Luca Israël, de l'INAF-Osservatorio Astronomica di Roma, Italie, auteur principal de l'article décrivant le résultat publié dans Science cette semaine.

Les données d'archives ont également révélé que la vitesse de rotation du pulsar a changé au fil du temps, de 1,43 s par rotation en 2003 à 1,13 s en 2014. La même accélération relative de la rotation de la Terre raccourcirait une journée de cinq heures dans le même laps de temps

"Seule une étoile à neutrons est assez compacte pour se maintenir ensemble tout en tournant si vite, " ajoute Gian Luca.

Bien qu'il ne soit pas inhabituel que la vitesse de rotation d'une étoile à neutrons change, le taux élevé de changement dans ce cas est probablement lié au fait que l'objet consomme rapidement la masse d'un compagnon.

"Cet objet remet vraiment en question notre compréhension actuelle du processus d'"accrétion" des étoiles à haute luminosité, " dit Gian Luca. " Elle est 1000 fois plus lumineuse que la pensée maximale possible pour une étoile à neutrons en accrétion, donc quelque chose d'autre est nécessaire dans nos modèles afin de rendre compte de l'énorme quantité d'énergie libérée par l'objet."

Les scientifiques pensent qu'il doit y avoir une forte, champ magnétique complexe proche de sa surface, de telle sorte que l'accrétion sur la surface de l'étoile à neutrons est toujours possible tout en générant une luminosité élevée.

"La découverte de cet objet très insolite, de loin le plus extrême jamais découvert en termes de distance, luminosité et taux d'augmentation de sa fréquence de rotation, établit un nouveau record pour XMM-Newton, et change nos idées sur la façon dont ces objets « fonctionnent », " dit Norbert Schartel, Scientifique du projet XMM-Newton de l'ESA.