Il y a 40 ans, une étoile était née. Le pulsar (contraction en anglais de «pulse» et de «star»), cette étoile à neutrons qui émet de brefs signaux électromagnétiques, était observé pour la première fois en 1967 par Antony Hewish, un professeur de l'Université de Cambridge et sa jeune étudiante de 24 ans, Jocelyn Bell Burnell.

Si petite et peu brillante, elle a pourtant contribué à changer complètement la vision qu'avait de l'univers toute une communauté de chercheurs. C'est pourquoi le groupe de recherche sur le pulsar de l'Université McGill, l'un des plus gros du monde en matière d'effectifs, a voulu célébrer le 40e anniversaire de la découverte de cette étoile dans un congrès mondial qui aura lieu toute la semaine à Montréal. Coorganisée par Vicky Kaspi, titulaire de la chaire Lorne Trottier en astrophysique et cosmologie de McGill, et Andrew Cumming, spécialiste en astrophysique théorique de la même université, cette conférence rassemble autour d'une étoile près de 200 astrophysiciens de partout dans le monde. «Pourquoi c'est important? Parce que c'est le seul sujet qui a eu deux prix Nobel de physique», souligne Vicky Kaspi à qui l'idée d'inviter des chercheurs qui étaient à l'origine de sa découverte plaisait. «Non seulement les pulsars sont-ils intéressants en eux-mêmes, mais ils le sont également par ce que qu'ils nous permettent de découvrir.»

On en sait pourtant encore bien peu sur ce petit astre extrêmement dense, d'environ une fois et demie la masse du soleil et d'un diamètre d'à peine une dizaine de kilomètres. Mais cela n'enlève rien au romantisme de son histoire. Ainsi, le pulsar serait le résultat de l'effondrement du coeur d'une étoile qui rend son dernier souffle. Lorsqu'elle a épuisé tout son combustible nucléaire, notamment l'hydrogène et l'hélium, sa propre force gravitationnelle n'est plus contrebalancée, et l'étoile s'effondre. Au cours de cet événement appelé supernova, l'astre se transforme en différents «cadavres», soient des naines blanches, des trous noirs ou des étoiles à neutrons dont les pulsars font partie. L'énergie libérée pendant cette implosion de quelques secondes est 1000 fois plus importante que l'énergie libérée par le soleil pendant toute sa vie.

Invisible à l'oeil nu, le phénomène des «pulses» s'interprète par l'existence d'un fin pinceau de rayonnement (le plus souvent radio mais qui peut être également X ou gamma) émis à la surface de ce cadavre d'étoile qui balaie l'espace pendant qu'il effectue une rotation sur lui-même. On a ainsi affaire à une sorte de phare céleste tournant à grande vitesse, soit en moyenne une à deux fois par seconde, mais allant parfois jusqu'à 700 fois par seconde. À titre comparatif, un blender effectue 6,25 rotations à la seconde. Et chaque fois que le faisceau se trouve dirigé vers la Terre, un petit éclair (pulse) est capté.

Des signaux extraterrestres?

Au cours de leurs recherches à l'été 1967, Antony Hewish et Jocelyn Bell Burnell avaient remarqué, lors de leurs collectes de données, qu'une séquence statistique se répétait à intervalle régulier avec une extrême régularité. Certains scientifiques, dont M. Hewish, ont aussitôt cru y voir des signes de l'existence d'une intelligence extraterrestre. Le petit nom de cette découverte avait d'abord été LGM1 pour (Little Green Men 1). «Les scientifiques ont toujours cette idée derrière la tête. Mais ce n'était pas très sérieux et je l'ai confirmé un mois plus tard en découvrant une deuxième source radio pulsante. Cela ne pouvait qu'être un phénomène naturel», explique Jocelyn Bell Burnell. Jusqu'à ce jour, plus d'un millier de pulsars ont été répertoriés sur un potentiel de 100 000. D'une extraordinaire régularité, les pulsars se posent désormais en redoutables concurrents de nos très précises horloges atomiques et pourraient s'avérer très pratiques pour la navigations et les activités qui requièrent des GPS. Aujourd'hui, plusieurs satellites utilisent même des pulsars suffisamment scintillants comme repères.

La théorie de la relativité d'Einstein a fait ses preuves, mais l'étude du comportement des pulsars pourrait servir à la valider d'une autre façon, croit Vicky Kaspi.

«Nous pensons que les pulsars peuvent nous enseigner beaucoup sur la nature de la matière en général, c'est un sujet qui a beaucoup d'autres implications sur d'autres sujets en physique», note la professeure, dont l'étudiant a découvert le pulsar le plus rapide de l'univers en 2005. «Nous pensons que la matière au centre du pulsar est la plus dense de l'Univers et nous ne comprenons pas comment cette matière peut exister. Bien sûr, nous ne pouvons pas reproduire ces phénomènes ni même les tester en laboratoire pour le moment. Mais en comprenant des lois fondamentales, les chercheurs espèrent toujours qu'un jour nous pourrons en tirer des applications», conclut la jeune chercheuse.