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Le Prototype LST-1 de CTA détecte une émission à très haute énergie en direction du Pulsar du Crabe

Le Prototype LST-1 de CTA détecte une émission à très haute énergie en direction 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, a observé le pulsar du Crabe, l’étoile à neutrons au centre de la nébuleuse du Crabe. Le télescope effectuait des analyses techniques pour vérifier les performances du télescope et ajuster les paramètres de fonctionnement. Le LAPP a largement contribué à la construction de ce prototype, mis en service sur le site CTA-Nord sur l’île de La Palma dans les îles Canaries, et participe aujourd’hui aux travaux scientifiques.

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 passant 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 sont beaucoup plus difficiles à détecter en raison de leurs signaux faibles et de la dominance du signal de rayons gamma de premier plan provenant des nébuleuses environnantes. Malgré des centaines d’heures d’observation par les IACT dans le monde, seuls quatre pulsars émettant des signaux dans le régime des rayons gamma à très haute énergie ont été découverts jusqu’à présent. Maintenant que le LST-1 a montré qu’il peut détecter le pulsar du Crabe, il rejoint le domaine des télescopes capables de détecter les pulsars de rayons gamma, validant le système d’horodatage et les performances à faible énergie du télescope.

"Cette étape nous montre que le LST-1 fonctionne déjà à un niveau extraordinaire, 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 invariable irréductible 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 d’impulsion de la source au cours des différentes phases.