Par Clara Blanchard
Transcription de l’épisode :
Lever les yeux, regarder le ciel, et déchiffrer le cosmos enfanté du feu.
Plonger notre regard loin dans l’espace, loin dans le temps.
Lever les yeux, regarder le ciel, et observer notre passé le plus lointain, le passé de l’Univers. Voir les temps anciens d’où nous étions absents, et que seule nous révèle la lumière qui nous parvient depuis l’immensité de la nuit. Qui nous parvient pour nous conter l’histoire du monde.
Lever les yeux, regarder le ciel, et apprendre, s’émerveiller de comprendre ce que l’on ne voit pas, et s’émerveiller alors encore plus de ce que l’on voit.
Lever les yeux, regarder le ciel, et ce soir, écouter le ressac des vagues de lumière, sentir les pulsations des horloges célestes.
Ce soir, je voudrais vous emmener à la découverte des pulsars, d’étranges étoiles qui battent le pouls du cosmos, pendulant à leur rythme fou, éclairant l’espace de lueurs invisibles depuis des temps indicibles.
« En l’ère Zhì Hé du règne, première année, cinquième mois lunaire, jour Jǐ Chǒu. », écrivit Mǎ Duān Lín dans le Wénxiàn Tōng Kǎo, « En l’ère Zhì Hé du règne, première année, cinquième mois lunaire, jour Jǐ Chǒu. Une étoile invitée est apparue au sud-est de Tiān Guān. Après plus d’une année, elle s’est dissipée et a disparu. »
Mǎ Duān Lín, historien chinois du 12e siècle, compilait en fait dans le Wénxiàn Tōng Kǎo, chronique dont le nom signifie « Revue complète de littérature », un document déjà vieux de plus de 150 ans.
Le jour Jǐ Chǒu du cinquième mois de la première année de l’ère Zhì Hé du règne, sous entendu le règne de l’empereur Rén Zhōng de la dynastie Sòng, correspond dans notre calendrier au 4 juillet de l’an 1054. Et en ce matin du 4 juillet 1054, « Une étoile invitée est apparue au sud-est de Tiān Guān. »
Tiān Guān est très probablement l’étoile ζ Tauri, ainsi cette étoile invitée est apparue quelque part dans la constellation du Taureau. Une étoile invitée ? C’est nouvelle étoile qui surgit dans le ciel parfaitement connu des astronomes chinois, une étoile qu’ils n’avaient encore jamais vu. Plus incroyable encore, cette étoile était visible la journée. Apparue un matin, elle resta dans le ciel 23 jours, puis s’estompa jusqu’à disparaître à l’aube, restant l’étoile la plus brillante du ciel nocturne durant encore plus d’un an.
Si nous regardions ce soir à l’emplacement indiqué, nous verrions dans la lunette une nébuleuse, la nébuleuse du Crabe, un nuage brillant d’une douce lueur bleu-grise, incrusté dans un écrin de corail rouge orangé.
Une étoile invitée est maintenant appelée une supernova, non pas une étoile, mais la mort d’une étoile, l’implosion sur elle-même d’une étoile à la fin de ce que l’on appelle la séquence principale. Voyez-vous, une étoile, stable, ronde, en apparence calme et éternelle, c’est en fait un équilibre très fin qui se joue à chaque instant. L’équilibre entre deux forces contraires, la pression qui gonfle l’étoile, et la gravitation qui la pousse à s’effondrer sur elle-même.
Après plusieurs millions d’années d’existence, l’étoile a complètement épuisé le carburant qui en fusionnant engendrait la pression, et commence à se déséquilibrer. La gravité est bien trop grande, alors l’étoile se contracte, la surface tombe vers le centre. Elle se contracte tant que le cœur finit par atteindre la densité d’un noyau d’atome.
Mais la matière ne peut soutenir une plus grande pression. Alors commence le rebond. Une onde de choc traverse la matière, celle plus loin du cœur, celle qui est encore en train de tomber. Lorsque le choc atteint la surface de l’étoile, la matière est expulsé à une vitesse pouvant approcher la moitié de celle de la lumière. C’est la supernova.
La luminosité lors de cet instant peut atteindre 10 milliard de fois celle de notre Soleil.
La matière ordinaire est maintenant dispersée, formant un immense nuage coloré. Et en son sein, un minuscule objet. Minuscule pour une étoile, démesuré à nos yeux de petites bêtes. Avant l’explosion, l’étoile était au moins10 fois plus massive que notre Soleil, faisant plusieurs centaines de fois sa taille, brillant plusieurs dizaines de millier de fois plus fort.
Maintenant, que reste-t-il ? Un pulsar. Le cœur de cette étoile effondrée. Sa densité est presque celle d’un noyau d’atome, mais la ressemblance s’arrête là. On est loin d’un petit noyau bien ordonné. Une fois et demi la masse du Soleil, écrasés en une boule d’environ 30 kilomètres de diamètre. Il a gardé l’impulsion de rotation et le champ magnétique de l’étoile qui lui a donné naissance, mais ces grandeurs aussi sont compactées. L’immense étoile qui tournait doucement s’est transformée en une toupie folle qui tourne sur elle-même en 36 milliseconde. Son champ magnétique est 10 000 milliards de fois plus fort que celui de notre Terre.
Cette rotation et ce champs magnétique extrêmes provoquent l’émission de lumière. De toutes les lumières. Celle que l’on voit avec nos yeux d’humains bien sûr, qu’on appelle donc la lumière visible, mais ce n’est pas la seule.
Nos yeux sont sont apparus sur Terre, notre Terre baignée des rayons du Soleil. Nous sommes donc spécialisés pour voir la lumière émise par le Soleil. Mais nous ne voyons pas tout. Nous ne voyons même pas toute la lumière du Soleil, mais celle qu’il émet le plus. Vous connaissez peut-être l’infra-rouge, lumière invisible, plus rouge que le rouge, et l’ultra-violet, plus violet que le violet. Mais des couleurs inconnues il y en a d’autres, et le ciel en est plein.
Elles sont en fait réparties sur un arc-en-ciel bien plus vaste que celui qu’on connaît, que l’on appelle le spectre électromagnétique. Plaçons au centre ce qui nous est visible. Si l’on croît en énergie, on ira vers le violet, puis l’ultra-violet, les rayons X et enfin les rayons gamma. À l’inverse, si l’on regarde dans l’autre sens, on ira vers le rouge, l’infra-rouge, les micro-ondes pour finir dans les ondes radio. Tout cela, c’est de la lumière. Et le pulsar les émet toutes. Mais comme le Soleil, il en émet certaines plus que d’autres. Regardons sa lumière radio, non pas avec nos yeux, mais avec un télescope. On voit alors un faisceaux lumineux partir de chaque pôle.
Mais le pulsar tourne. Il tourne et les faisceaux tournent aussi.
Ils balaient l’espace à leur rythme régulier, et de la Terre on ne voit qu’un flash à chaque rotation. (soit là) De la Terre on voit, inlassable, invariable, briller dans le lointain ce phare cosmique.
Mais des pulsars il y en a plein, la Galaxie en est remplie, et si on déplace son regard on voit un nouveau phare !
Je vous ai raconté l’histoire du pulsar du Crabe, que la Terre a vu naître en 1054, mais vous vous en doutez, il n’est pas le seul. On connaît aujourd’hui plus de 3 000 pulsars.
Les pulsars jeunes, qui sont nés il y a quelques millions d’années, comme le Crabe, tournent sur eux-même quelques dizaines de fois par secondes, ou moins. Leurs véloces aïeux, les pulsars qui dansent depuis déjà plusieurs milliards d’années, tournoient eux plusieurs centaines de fois par seconde.
Car les pulsars, contrairement à d’autres, en vieillissant ne ralentissent pas. À l’instant où je vous parle, on connaît un demi millier de ces vénérables astres. Mais comment, en mûrissant, une sphère de vent peut-elle accélérer tant ? En chapardant, en subtilisant le souffle d’une autre. Car entendez bien, tous les pulsars ne sont pas seuls.
Parfois, avant ou après la supernova, le pulsar peut capter une étoile, et cette paire orbite, infatigable. Les deux astres dansent, se tournant autour, mais si l’étoile s’approche trop près de son pulsar, le champ de gravité démesuré de ce dernier arrachera de la matière à sa compagne. De la matière, et de l’impulsion, qui nourrissent la bête, la faisant tourner de plus en plus follement. Ces pulsars sont parfois appelés pulsars recyclés, mais peut-être devrions-nous dire recycleurs, car en réalité c’est l’astre compagnon qui est disloqué.
Dans ces pulsars recyclés nous pouvons distingués les solitaires, ceux qui n’ont déjà plus de compagnon, des grégaires, ceux encore en paires. Ces binômes stellaires sont en majorité, près de quatre pulsars recyclés sur cinq sont encore appariés. De ces duos il y a tout une diversité, les compagnons pouvant être variés : des naines blanches aux supergéantes, tout peut exister.
Voyons… cherchons, fouillons, hum, je voudrais vous montrer… Là ! Un pulsar et sa petite étoile biscornue, à peine brûlante, à peine luisante. Ils dansent terriblement vite, terriblement près. Ils tournent l’un autour de l’autre en quelques heures à peine. Il a arrêté de la grignoter il y a deux milliards d’années, mais elle porte encore les marques de ce baiser.Le couple est entouré de brume d’étoile, d’un nuage de gaz flottant librement, plus vraiment accroché à sa source, pas non plus avalé par le maelstrom du pulsar. Durant sa course, l’étoile entourée de sa nuée passe devant le pulsar. Notre phare céleste est alors éclipsé. Durant l’éclipse, les flashs sont affaiblis, retardés, leur rythme ralenti, jusqu’à complètement disparaître. Quelques minutes d’obscurité, et très doucement on aperçoit à nouveau poindre une faible lueur, le faisceau qui difficilement, fend la fumée. Quelques instants plus tard, le nuage est passé, et la lumière puissance et balayante du phare est restaurée.
C’est cela que l’on voit, car un nuage, ça ne brille pas. L’éclipse nous montre, en négatif, les contours de ce gaz égaré. Regardons une révolution de plus, attendons la prochaine éclipse. Ce n’est que quelques heures, mais le tango de nos titans est suffisant pour avoir déjà perturbé les vapeurs. Cette nouvelle éclipse sera différente de la précédente, mais en quoi et à quel point ? là est l’énigme.
Nous pourrions contempler ce ballet durant des milliards d’année, mais nos vies de terriens sont courtes, même en nous tenant sur les épaules des géants, et l’histoire racontée par ce bal astral, son passé et son devenir, sont des mystères que l’âme ébahie peut espérer explorer. Observons attentivement, peut-être pourrons-nous décoder quelque secret.
« Là est la véritable attitude du philosophe », disait Platon, « Là est la véritable attitude du philosophe, la philosophie n’a pas d’autre origine que l’étonnement. ».
Lever les yeux, regarder le ciel, et ce soir, écouter le ressac des vagues de lumière, sentir les pulsations des horloges célestes. Se déployer, contempler le ciel étoilé dans toute sa splendeur insaisissable.
Lever les yeux, regarder le ciel, et goûter l’émerveillement de découvrir des questions là où on pensait chercher des réponses.
Merci de m’avoir accompagnée, je suis Clara, doctorante en radioastronomie de l’Université d’Orléans, du laboratoire LPC2E.
Merci à Olivier Richard pour l’encadrement de la préparation de ce podcast, merci à Hassan et Erwann de Radio Campus, et merci à mes directeurs de thèse, Lucas Guillemot et Gilles Theureau, qui chaque jour me permettent de vibrer au rythme des horloges célestes.