Nébuleuse du crabe : une carte aux rayons X révèle d’étranges poches de turbulence

Le champ magnétique de la nébuleuse du Crabe a été cartographié plus en détail que jamais. Cette masse bouillonnante de gaz chaud et de poussière est l’un des objets cosmiques les mieux étudiés, mais cette nouvelle carte montre qu’elle est encore plus compliquée que prévu.

Niccolò Bucciantini de l’Observatoire d’Astrophysique Arcetri en Italie et ses collègues ont observé la nébuleuse du Crabe à l’aide de l’Explorateur Imaging X-ray Polarimetry (IXPE), un télescope spatial conçu pour examiner la polarisation des rayons X cosmiques. La polarisation, une mesure de la direction dans laquelle les ondes lumineuses oscillent, est partiellement régie par le champ magnétique d’un objet. Sa mesure a donc permis aux chercheurs de suivre le champ turbulent de la nébuleuse du Crabe.

Et elle est turbulente, dans d’énormes patchs qui ne sont pas symétriques sur toute la nébuleuse. “C’est une indication claire que même les modèles les plus complexes développés dans le passé, avec l’utilisation de techniques numériques avancées, ne capturent pas pleinement la complexité de cet objet”, a déclaré Bucciantini dans un communiqué.

La nébuleuse du crabe est un vestige de supernova, un nuage de poussière et de gaz laissé par l’explosion d’une étoile en l’an 1054. L’explosion a également laissé derrière elle un pulsar – une étoile à neutrons en rotation avec des jets de rayonnement crachant de ses pôles – au centre de la nébuleuse.

La zone autour d’un pulsar, appelée la nébuleuse du vent du pulsar, est extraordinairement chaotique en raison du champ magnétique puissant du pulsar, de son spin extrême et du rayonnement à haute énergie qu’il émet. En raison du pandémonium général dans les nébuleuses du vent du pulsar, elles ne sont pas bien comprises, mais les images IXPE ont aidé à démêler l’environnement du pulsar du Crabe.

Les chercheurs ont découvert des poches de “micro-turbulences” qui n’étaient pas du tout corrélées avec les changements de luminosité de la nébuleuse, ainsi qu’avec la variation de la structure de polarisation au fil du temps lorsque les chocs du pulsar accélèrent les particules à une vitesse proche de la lumière. Le rayonnement du pulsar lui-même semblait également être presque complètement non polarisé, ce qui était inattendu.

Les chercheurs savaient que la nébuleuse du Crabe était complexe, mais elle semble être encore plus compliquée que prévu, probablement à cause des plaques turbulentes difficiles à expliquer et encore plus difficiles à simuler. De nouveaux modèles de la nébuleuse du Crabe devront tenir compte de ces mesures de rayons X – et de nouvelles observations seront nécessaires pour tenter d’expliquer les turbulences au cœur de la nébuleuse.