Le Télescope LST-1 de CTA détecte une émission à très haute énergie provenant du Pulsar du Crabe

La Palma, Îles Canaries, Espagne - Entre janvier et février 2020, le prototype de télescope de grande taille (LST), le LST-1 récemment mis en service sur le site CTA-Nord sur l'île de La Palma dans les îles Canaries, a observé le pulsar du Crabe au centre de la nébuleuse du même nom.

La Palma, Îles Canaries, Espagne - Entre janvier et février 2020, le prototype de télescope de grande taille (LST), le LST-1 récemment mis en service sur le site CTA-Nord sur l'île de La Palma dans les îles Canaries, a observé le pulsar du Crabe au centre de la nébuleuse du même nom.

Les pulsars sont des étoiles à neutrons à rotation très rapide et fortement magnétisées qui émettent de la lumière sous la forme de deux faisceaux, qui ne peuvent être observés depuis la Terre qu'en croisant notre ligne de vue. Bien que la détection d’émissions stables et intenses de sources de rayons gamma avec les télescopes Cherenkov à imagerie atmosphériques (IACT) soit devenue courante, les pulsars gamma sont beaucoup plus difficiles à détecter en raison de la faiblesse de leurs signaux  et de la prédominance des rayons gamma d’avant-plan provenant des nébuleuses environnantes. Malgré des centaines d'heures d'observation , seuls quatre pulsars  gamma  ont été découverts jusqu'à présent. Cette observation démontre le bon fonctionnement du LST-1 en particulier, son système d'horodatage et ses performances à faible énergie.
 
"Cette étape  montre que  LST-1 fonctionne déjà à un niveau extraordinaire, en détectant une source difficile en un temps record", explique Masahiro Teshima, directeur du Max-Planck-Institute for Physics à Munich et chercheur principal du LST. «Les pulsars sont l'une des principales cibles scientifiques des LST, et c'est excitant d'imaginer ce que nous pourrons réaliser lorsque le télescope sera entièrement mis en service et opérationnel.»
 
L'ensemble des données collectées comprend 11,4 heures en huit nuits d'observation. La figure 2 montre le phasogramme résultant, traçant les événements de rayons gamma en fonction de la phase de rotation du pulsar. Dans les régions de phase marquées P1 et P2, davantage de rayons gamma sont attendus lorsque le pulsar du Crabe émet vers la Terre. L'émission détectée dans toutes les phases (marquée en vert sur la figure 2) est un mélange de différentes contributions de fond, dont l'émission s permanente de la nébuleuse du Crabe. Le signal détecté avec le LST-1 (marqué en rouge sur la figure 2) est indéniablement significatif pour la phase P2, alors que le signal pendant P1 est encore marginal. L'animation de la figure 3 met en évidence le comportement impulsionnel de la source au cours des différentes phases.
 
La collaboration LST se compose de plus de 200 scientifiques de 11 pays: Brésil, Bulgarie, Croatie, France, Allemagne, Inde, Italie, Japon, Pologne, Espagne et Suisse. Le LST-1, le premier télescope construit sur un site du CTA, a été inauguré en octobre 2018. Le prototype a détecté sa « première lumière » le 15 décembre 2018 et son premier signal de rayon gamma en provenance de la Nébuleuse du Crabe en novembre 2019.
 
En France, le LAPP à Annecy et le CPPM à Marseille assurent la responsabilité de la conception et la réalisation de différents sous-systèmes majeurs du télescope, de la mécanique de la structure à l’électronique des cameras, en passant par la mécatronique du système de déplacement du télescope ou les logiciels informatiques d’acquisition de données ou de contrôle des instruments. Le LST1 est  équipé d'une carte électronique développé par l'APC pour dater précisément les événements enregistrés.
 
Figure 2: Phasogramme du pulsar du Crabe mesuré par le LST-1. Le pulsar est connu pour émettre des impulsions de rayons gamma pendant les phases P1 et P2. La signification indiquée est calculée en tenant compte des émissions de la source de ces phases (en rouge) et des événements de fond des phases (en gris). Credit: LST Collaboration

https://www.cta-observatory.org/wp-content/uploads/2020/06/Pulsar_movie.gif
Figure 3: Animation de l'émission du pulsar du Crabe vue par le LST-1 le long de ses différentes phases. Crédit: Rubén López-Coto; Pulsar gif: Michael R. Gallis

https://www.cta-observatory.org/lst1-detects-vhe-emission-from-crab-pulsar/
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