Au plus profond de l'espace, à environ 3900 années-lumière de la Terre, tourne l'un des objets les plus extraordinaires connus des astronomes. Il s'agit du pulsar milliseconde PSR J0435+3233, une étoile à neutrons qui effectue une rotation complète en seulement 3,2 millisecondes. Une équipe internationale de scientifiques, analysant les données du télescope Fermi, a récemment découvert que ce pulsar émet des rayons gamma de manière strictement périodique, ce qui en fait un exemple rare parmi des objets similaires.
La découverte a commencé par des observations radio. En 2026, le radiotélescope chinois FAST (Five-hundred-meter Aperture Spherical Telescope) a enregistré pour la première fois des signaux du PSR J0435+3233. Le pulsar s'est avéré faire partie d'un système binaire et a immédiatement attiré l'attention par ses caractéristiques extrêmes. Sa période de dérivée – la vitesse de décélération de la rotation – s'est révélée supérieure de deux ordres de grandeur à celle des pulsars millisecondes typiques. La luminosité de perte de moment cinétique (spin-down luminosity) atteint une valeur énorme d'environ 5,89 × 10^37 erg/s, comparable à celle des pulsars jeunes et énergiques, bien que l'objet lui-même appartienne à la classe des étoiles à neutrons « recyclées ».
Les pulsars millisecondes se forment généralement dans des systèmes binaires : l'étoile à neutrons est « accélérée » par l'accrétion de matière de son compagnon. Ce processus lisse le champ magnétique, les rendant relativement « calmes ». Cependant, le PSR J0435+3233 se distingue par un champ magnétique dipolaire de surface fort – environ 12,6 milliards de Gauss – et une vitesse de perte d'énergie élevée. Ces propriétés en ont fait un excellent candidat pour la recherche de rayonnement gamma.
L'équipe dirigée par Mengxin Zhang de l'Université du Yunnan s'est mise au travail. Ils ont étudié près de 17,7 années d'observations du télescope Fermi-LAT dans la gamme d'énergies de 0,1 à 500 GeV. Le catalogue Fermi signalait déjà une source gamma, 4FGL J0435.5+3232, située à seulement 0,01 degré de la position du pulsar. L'analyse de phase de rotation a montré des pulsations claires avec un niveau de significativité d'environ 6,8σ. Le rayonnement gamma est concentré dans un intervalle de phase étroit – environ de 0,44 à 0,69, c'est-à-dire seulement un quart de tour complet de l'étoile. Le reste du temps, le pulsar est « silencieux » dans la bande gamma.
La luminosité en rayons gamma s'est élevée à environ 6,26 × 10^32 erg/s. Avec une énergie de rotation aussi colossale, l'efficacité du rayonnement gamma s'est avérée étonnamment faible – de l'ordre de 10^{-5}. Cela contraste avec les attentes pour des objets de puissance similaire et ouvre de nouvelles questions sur les mécanismes d'accélération des particules, la géométrie des faisceaux de rayonnement et la structure de la magnétosphère des pulsars millisecondes extrêmes.
La détection de pulsations gamma par le PSR J0435+3233 en fait un laboratoire précieux pour l'étude de la physique des étoiles à neutrons. Les scientifiques notent que la combinaison de la haute énergie de perte de rotation et de la faible efficacité de l'émission gamma permettra de mieux comprendre le fonctionnement des magnétosphères de ces objets rapides et puissants. Chaque nouvelle observation de ce « phare » lointain nous rapproche de la compréhension des conditions les plus extrêmes de l'univers – là où la densité de la matière et l'intensité des champs atteignent des limites inaccessibles aux laboratoires terrestres.
