Une étude, dont les résultats intitulés «A LUMINOUS GAMMA-RAY BINARY IN THE LARGE MAGELLANIC CLOUD» sont publiés dans la revue The Astrophysical Journal, a permis, grâce au télescope spatial Fermi, de découvrir la première binaire gamma dans une autre galaxie, la plus lumineuse jamais observée.

Nommé LMC P3, ce système «est composé d’une étoile de plusieurs dizaines de fois la masse du Soleil et d’un objet compact pouvant être une étoile à neutrons ou un trou noir», qui est «à l’origine d’une émission cyclique de rayonnement gamma, la forme la plus énergétique de la lumière, plusieurs milliards de fois plus énergétique que la lumière visible».

LMC P3, qui est situé « centre d’un reste de supernova», dans le Grand Nuage de Magellan (LMC), a «été découvert grâce à une étude détaillée de l’émission gamma de cette galaxie ayant déjà amené la découverte du pulsar gamma le plus puissant connu». L'étude ici présentée «démontre que la nature de LMC P3 est un système binaire dont l’émission radio, X et gamma est modulée sur la période orbitale de 10.3 jours» (notons à ce propos que seuls «cinq systèmes de ce type, émettant essentiellement du rayonnement gamma, sont connus dans notre galaxie»).

L'hypothèse pour expliquer l'énergie des binaires gamma est que la rotation du pulsar («une étoile à neutrons magnétisée») permet «d’accélérer des particules dont certaines s’échappent et forment un vent se propageant à une vitesse ultra-relativiste» qui entre «en collision avec le vent de l’étoile compagnon» et forme «un front de choc où les particules vont être accélérées à des énergies encore plus élevées». Ainsi, «la lumière de l’étoile compagnon vient éclairer ces particules et est diffusée en rayonnement gamma».

Comme «la diffusion est plus ou moins intense suivant l’orientation du système par rapport à nous» («tout comme un miroir produit un flash de lumière réfléchie quand il est bien orienté par rapport au Soleil et à l’observateur»), les variations «du rayonnement gamma associées au mouvement orbital donnent des renseignements uniques sur les processus physiques extrêmes qui sont en jeu autour des pulsars».

En raison de «la position de la binaire au centre d’un reste de supernova» qui «donne une indication de l’âge du système, environ 100 000 ans», il apparaît que «seule une étoile à neutrons avec une rotation initiale exceptionnellement rapide (moins de 20 ms pour faire un tour sur elle-même)» serait en mesure «de réconcilier cet âge avec le rayonnement gamma observé».

Pour finir, soulignons que, comme «il est étonnant d’avoir découvert un tel système dans une autre galaxie avant même d’en avoir trouvé de plus nombreux exemples dans notre galaxie», il semble «que ces systèmes sont très rares et que seuls les plus puissants émettent en gamma».