Une première femme reçoit la médaille d’or en sciences et génie du Canada

L’astrophysicienne Victoria Kaspi, de l’Université McGill, grande spécialiste mondiale des étoiles à neutrons, ces résidus compacts qui subsistent après la mort d’étoiles massives, ne cesse d’accumuler les prix et les distinctions. Mardi, on lui octroyait la médaille d’or Gerhard-Herzberg en sciences et en génie du Canada, la plus haute distinction décernée depuis 25 ans par le Conseil de recherches en sciences naturelles et en génie du Canada (CRSNG). Âgée de 48 ans, Mme Kaspi est la première femme à recevoir ce prix, dont elle est l’une des plus jeunes lauréates. Un exploit sachant que seulement 14 % des scientifiques qui reçoivent du financement du CRSNG à titre de professeurs titulaires sont des femmes.

Les étoiles à neutrons

C’est lors de ses études doctorales avec l’astrophysicien Joseph Taylor, de l’Université Princeton, que Victoria Kaspi a commencé à s’intéresser aux étoiles à neutrons, qui résultent de l’effondrement du coeur d’étoiles massives ayant épuisé leur combustible nucléaire. Rappelons que cet effondrement s’accompagne de l’explosion des couches externes des étoiles, phénomène que l’on appelle supernova.

En 1974, le directeur de thèse de Victoria Kaspi, Joe Taylor, avait observé avec Russell Hulse que les deux étoiles à neutrons tournant l’une autour de l’autre du pulsar binaire PSR B1913 + 16 se rapprochaient l’une de l’autre et que leur vitesse de rotation augmentait, ce qui signifiait qu’elles perdaient de l’énergie. Taylor et Hulse avaient alors calculé que cette perte d’énergie correspondait exactement à celle prédite par la théorie de la relativité générale d’Einstein, qui avait affirmé que cette énergie perdue était transformée en ondes gravitationnelles, celles-là mêmes dont on a annoncé la détection la semaine dernière. En démontrant de façon indirecte l’existence des ondes gravitationnelles, ces deux chercheurs américains avaient remporté le prix Nobel de physique en 1993. « L’équipe de LIGO [le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory, qui a réussi à détecter pour la première fois des ondes gravitationnelles en septembre dernier] souhaitait grandement savoir combien d’étoiles à neutrons binaires nous avons découvertes, car elle pourra ainsi prévoir combien elle est susceptible d’en détecter [les ondes gravitationnelles] dans le futur », a confié en entrevue Victoria Kaspi qui, au cours de sa carrière, a révélé l’existence de plusieurs étoiles à neutrons, dont le pulsar ayant la vitesse de rotation la plus rapide jamais observée. Un pulsar est une étoile à neutrons tournant très rapidement sur elle-même et qui émet un fort rayonnement électromagnétique dans la direction de son axe magnétique. Si cet axe est aligné avec la Terre, les astronomes peuvent alors repérer le pulsar au signal pulsé qu’il émet.

Victoria Kaspi et son équipe ont également réussi à confirmer un nouvel élément de la théorie de la relativité générale d’Einstein. « En observant pendant quelques années un système binaire composé de deux pulsars dont l’un éclipsait l’autre, nous avons pu montrer que l’axe sur lequel un pulsar tourne change très lentement avec le temps, exactement comme le prédit la relativité générale », a expliqué l’astrophysicienne.

La théorie des magnétars

 

En 2002, en observant à l’aide du satellite astronomique sensible aux rayons X, Rossi X-ray Timing Explorer, d’étranges étoiles à neutrons produisant d’abondants rayons X, l’équipe de Mme Kaspi a été témoin d’une puissante explosion de rayons X provenant d’une de ces étoiles. « Nous avons alors réalisé que ces étoiles étranges, qui demeuraient un mystère pour les astronomes, se comportaient exactement comme les magnétars, cette classe d’étoiles à neutrons possédant les champs magnétiques les plus puissants de l’univers et qui produisent de très puissantes explosions en rayons X en raison de l’instabilité générée par leur fort champ magnétique. À l’époque, plusieurs scientifiques ne croyaient pas que de tels champs magnétiques pouvaient exister. Notre découverte fut ainsi une confirmation de la théorie des magnétars », a précisé Mme Kaspi.

La subvention qui accompagne la médaille d’or qu’a reçue la chercheuse, qui est directrice de l’Institut spatial de McGill, lui permettra de financer des étudiants qui l’aideront à mieux comprendre les sursauts radio rapides, ces signaux d’ondes radio d’une durée de quelques millisecondes qui proviennent de l’extérieur de notre galaxie et qui ont été observés pour la première fois en 2006. « Ce n’est que depuis quelques années à peine que les scientifiques ont été convaincus qu’il s’agit probablement d’un phénomène réel », a souligné l’astrophysicien Matt Dobbs de l’Université McGill, avant de déclarer que « l’une de ses plus grandes forces [de Victoria Kaspi] est son aptitude à motiver son équipe d’étudiants ». « Elle n’est pas seulement une bonne scientifique, elle est aussi une bonne mentore et une excellente professeure », dit-il.