D'après un communiqué de presse de la NASA:
Le célèbre reste de supernova de la nébuleuse du crabe a éclaté dans une énorme fusée cinq fois plus puissante que n'importe quelle fusée précédemment vue de l'objet. Plusieurs autres satellites ont également fait des observations, ce qui a étonné les astronomes en révélant des changements inattendus dans l'émission de rayons X sur le crabe, autrefois considéré comme la source d'énergie la plus stable du ciel.
La nébuleuse est l'épave d'une étoile éclatée qui a émis de la lumière qui a atteint la Terre en 1054. Elle est située à 6 500 années-lumière dans la constellation du Taureau. Au cœur d'un nuage de gaz en expansion se trouve ce qui reste du cœur de l'étoile d'origine, une étoile à neutrons superdense qui tourne 30 fois par seconde. À chaque rotation, l'étoile balance des faisceaux de rayonnement intenses vers la Terre, créant la caractéristique d'émission pulsée des étoiles à neutrons en rotation (également appelées pulsars).
En dehors de ces impulsions, les astrophysiciens pensaient que la nébuleuse du crabe était une source pratiquement constante de rayonnement à haute énergie. Mais en janvier, des scientifiques associés à plusieurs observatoires en orbite, dont Fermi, Swift et Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, ont signalé des changements de luminosité à long terme aux énergies des rayons X.
«La nébuleuse du crabe présente une variabilité à haute énergie que nous apprécions seulement maintenant», a déclaré Rolf Buehler, membre de l'équipe du Fermi Large Area Telescope (LAT) de l'Institut Kavli pour l'astrophysique des particules et la cosmologie, une installation située conjointement à le SLAC National Accelerator Laboratory du Department of Energy et l'Université de Stanford.
Depuis 2009, Fermi et le satellite AGILE de l'Agence spatiale italienne ont détecté plusieurs éruptions de rayons gamma de courte durée à des énergies supérieures à 100 millions d'électrons volts (eV) - des centaines de fois plus élevées que les variations de rayons X observées dans la nébuleuse. A titre de comparaison, la lumière visible a des énergies comprises entre 2 et 3 eV.
Le 12 avril, le LAT de Fermi, et plus tard AGILE, ont détecté une éruption qui a augmenté d'environ 30 fois plus d'énergie que la sortie normale des rayons gamma de la nébuleuse et environ cinq fois plus puissante que les explosions précédentes. Le 16 avril, une fusée encore plus brillante a éclaté, mais en quelques jours, l'activité inhabituelle s'est complètement estompée.
"Ces superflares sont les explosions les plus intenses que nous ayons vues à ce jour, et ce sont tous des événements extrêmement déroutants", a déclaré Alice Harding au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Md. "Nous pensons qu'ils sont causés par des réarrangements soudains de la magnétique champ non loin de l'étoile à neutrons, mais exactement où cela se passe reste un mystère. "
On pense que les émissions à haute énergie du crabe sont le résultat de processus physiques qui exploitent le spin rapide de l'étoile à neutrons. Les théoriciens conviennent généralement que les éruptions doivent se produire dans un tiers environ d'une année-lumière de l'étoile à neutrons, mais les efforts pour les localiser plus précisément se sont révélés infructueux jusqu'à présent.
Depuis septembre 2010, l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA surveille régulièrement la nébuleuse dans le but d'identifier les émissions de rayons X associées aux explosions. Lorsque les scientifiques de Fermi ont alerté les astronomes de l'apparition d'une nouvelle fusée éclairante, Martin Weisskopf et Allyn Tennant au Marshall Space Flight Center de la NASA à Huntsville, en Alberta, ont déclenché un ensemble d'observations pré-planifiées à l'aide de Chandra.
Il a également été observé par les satellites Rossi X-Ray Timing Explorer (RXTE) et Swift de la NASA et le Laboratoire international d’astrophysique des rayons gamma (INTEGRAL) de l’Agence spatiale européenne. Les résultats confirment une baisse d'intensité réelle d'environ 7% à des énergies comprises entre 15 000 et 50 000 eV sur deux ans. Ils montrent également que le crabe s'est éclairci et s'est évanoui jusqu'à 3,5% par an depuis 1999.
"Grâce à l'alerte Fermi, nous avons eu la chance que nos observations planifiées se soient réellement produites lorsque les éruptions étaient plus brillantes dans les rayons gamma", a déclaré Weisskopf. "Malgré l'excellente résolution de Chandra, nous n'avons détecté aucun changement évident dans les structures des rayons X dans la nébuleuse et entourant le pulsar qui pourrait être clairement associé à l'éruption."
Les scientifiques pensent que les éruptions se produisent alors que le champ magnétique intense près du pulsar subit une restructuration soudaine. De tels changements peuvent accélérer des particules comme les électrons à des vitesses proches de la vitesse de la lumière. Lorsque ces électrons à grande vitesse interagissent avec le champ magnétique, ils émettent des rayons gamma.
Pour tenir compte de l'émission observée, les scientifiques disent que les électrons doivent avoir des énergies 100 fois supérieures à ce qui peut être obtenu dans n'importe quel accélérateur de particules sur Terre. Cela en fait les électrons de plus haute énergie connus pour être associés à n'importe quelle source galactique. Sur la base de l'augmentation et de la baisse des rayons gamma lors des explosions d'avril, les scientifiques estiment que la taille de la région émettrice doit être comparable à celle du système solaire.
