Un astrophysicien explique l’une des couvertures d’album les plus célèbres de tous les temps

Patrick Weltevrede, de l’Université de Manchester, écrit à propos de l’emblématique pulsar de Peter Saville pour « Unknown Pleasures » de Joy Division et de ce qui a été découvert sur ce vestige stellaire depuis 1979.

Il y a quarante ans, le groupe de rock anglais Joy Division a sorti son premier album studio, Unknown Pleasures. La couverture avant ne comporte pas de mots, seulement un graphique de données en noir et blanc, maintenant iconique, qui montre 80 lignes floues. En d’autres termes, il s’agit de données provenant de l’espace. Pour marquer l’anniversaire de l’album, ils ont enregistré un signal du même objet dans l’espace avec un radiotélescope à l’Observatoire de Jodrell Bank, à seulement 23 km (14 miles) des studios Strawberry, où l’album fut enregistré.

Peter Saville, graphiste et cofondateur de Factory Records, a conçu la pochette de l’album à partir d’une photo prise par Bernard Sumner, membre du groupe, dans une encyclopédie. L’image elle-même peut être retracée au travail de l’étudiant de troisième cycle Harold Craft, qui a publié l’image dans sa thèse de doctorat en 1970 après que Jocelyn Bell Burnell eut découvert les pulsars en 1967. Mais qu’est-ce que c’est que ces lignes tordues ?

DES TRÉSORS INCONNUS DANS L’ESPACE

Ce que nous voyons dans cette image énigmatique est le signal produit par un pulsar appelé B1919+21, le premier pulsar jamais découvert. Un pulsar se forme lors de la mort violente d’une étoile plusieurs fois plus massive que notre soleil. Ces étoiles s’éteignent avec un bang connu sous le nom d' »explosion de supernova », au cours duquel le noyau de l’étoile qui explose est comprimé dans une sphère presque parfaite d’un rayon d’un peu plus de 10 km. Ce qui est formé s’appelle une étoile à neutrons.

Enregistrement du même pulsar, exactement 40 ans après la sortie de l’album. [Image : Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Université de Manchester/courtoisie de l’auteur].

Ce reste stellaire, encore plus massif que notre soleil, est si dense que les atomes de l’étoile originelle ne peuvent maintenir leur structure – ils se désagrègent et laissent des particules plus petites appelées neutrons, qui forment un vaste océan sous la croûte terrestre. Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui tournent rapidement et qui peuvent être observées depuis la Terre. Grâce à leur rotation et à un champ magnétique un milliard de fois plus puissant que celui de la Terre, les pôles nord et sud magnétiques de ces super aimants brillent comme un phare. Après avoir voyagé pendant des centaines d’années, des éclairs de rayonnement de B1919+21 atteignent la Terre toutes les 1,34 seconde.
Ces éclairs des pulsars sont particulièrement brillants aux longueurs d’onde radio, de sorte que leurs signaux peuvent être enregistrés à l’aide de radiotélescopes. Un radiotélescope fonctionne de la même façon qu’une radio dans votre voiture – son antenne focalise les ondes radio de l’espace sur un point où elles peuvent être détectées et transformées en un signal électrique, qui peut ensuite être converti en son. Ils ont utilisé le radiotélescope Mark II de l’Observatoire Jodrell Bank de l’Université de Manchester pour notre enregistrement.

Le télescope Mark II de l’Observatoire du banc Jodrell, qui a réalisé un enregistrement de 47 minutes de B191919+21[Photo : Mike Peel/Jodrell Bank Centre for Astrophysics/Universite de Manchester/Wiki Commons]

La pochette de l’album montre 80 lignes ondulées, ce qui correspond à 80 éclairs d’ondes radio de B1919+21, l’étoile à neutrons ayant fait 80 tours en 107 secondes. Contrairement aux phares de la Terre, chaque éclair est unique. Certains éclairs sont brillants – ils sont dénotés dans l’image par leurs grandes pointes – et d’autres sont sombres. La forme des impulsions est en constante évolution.
À première vue, ils semblent irréguliers et chaotiques, mais la nouvelle imagerie révèle un certain ordre dans le chaos. C’est le même nombre d’impulsions d’un même pulsar et observées à la même fréquence que le diagramme de la pochette de l’album, mais dans l’image ci-dessous, un motif diagonal de bandes apparaît.


Le signal du même pulsar que sur la pochette de l’album. Plus la couleur est claire, plus les ondes radio sont intenses. [Image : Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Université de Manchester/courtoisie de l’auteur].

Lorsque le signal original a été enregistré, ils ne savaient pas pourquoi certains pulsars montraient ce genre de configuration. Ils pensent maintenant que les ondes radio sont produites par des particules qui s’éloignent de l’étoile à neutrons presque à la vitesse de la lumière. Les particules sont créées par des décharges électriques entre le gaz ionisé entourant ces objets et la surface de l’étoile elle-même. Ainsi, les ondes radio sur la pochette de l’album et dans la nouvelle imagerie sont essentiellement causées par la foudre dans l’espace, observée à plusieurs années-lumière de distance. Une « carte météorologique » peut aider à visualiser les vastes systèmes d’éclairs qui font circuler les pôles magnétiques des pulsars. La configuration de leurs éclairs change continuellement, et la forme des impulsions observées semble quelque peu erratique – mais l’observation sur une plus longue période permet à une configuration d’émerger.

Vue vers le bas d’un des pôles magnétiques du pulsar B1919+21, qui est encerclé par la foudre. [Image : Jodrell Bank Centre for Astrophysics, Université de Manchester/courtoisie de l’auteur].

Quatre décennies après la sortie de l’album Unknown Pleasures, nous comprenons maintenant beaucoup mieux ce que signifient ces lignes tordues sur sa pochette. Mais de nombreuses questions demeurent sur ces objets énigmatiques, qui sont à bien des égards la création la plus extrême de la nature. Ce qui est resté vrai pendant toutes ces années, c’est que les enregistrements de pulsars nous poussent à explorer les limites de notre compréhension des lois de la physique.

Via PATRICK WELTEVREDE, publié sur The Conversation

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