On dirait des étoiles scintillantes. Ils agissent comme des lumières clignotantes. Mais les pulsars sont tout autre chose. Ce sont les cadavres denses et tournoyants d’étoiles massives, projetant des faisceaux de rayonnements à travers le cosmos avec une précision métronomique.
En 1967, Antony Hewish et Jocelyn Bell Burnell ont détecté le premier à l’aide d’un radiotélescope. Ce qu’ils ont trouvé n’était pas seulement une nouvelle étoile. C’était un phare cosmique.
Depuis cette découverte, nous avons identifié plus de 550 de ces objets. Ils ne sont pas tous pareils. Mais ils partagent tous un trait commun : ils palpitent. Les intervalles entre ces impulsions vont d’un millième de seconde à quatre secondes. Cette vitesse est folle. Un pulsar tournant aussi vite doit être incroyablement dense.
Comment une étoile à neutrons en rotation crée de la lumière
La plupart des gens considèrent les étoiles comme des boules de feu. Les pulsars sont des boules de neutrons. Ce sont les noyaux effondrés d’étoiles massives qui ont explosé sous forme de supernovae. La gravité est si forte que les protons et les électrons s’écrasent pour former des neutrons. Le résultat est un objet d’environ 20 kilomètres de diamètre mais ayant la masse du Soleil.
Alors, comment battent-ils ?
Cela commence par la rotation. L’étoile tourne rapidement. Il possède également un puissant champ magnétique. L’axe de ce champ magnétique ne s’aligne pas avec l’axe de rotation. Cette inadéquation est essentielle.
Les particules chargées de la surface sont piégées dans le champ magnétique. Le champ les accélère à une vitesse proche de la lumière. En tournant autour des pôles magnétiques, ils émettent un rayonnement. Ce rayonnement est émis en faisceaux étroits.
Imaginez un phare sur une côte rocheuse. La lumière balaye l’eau. Si vous êtes sur un bateau, vous voyez un flash. Puis l’obscurité. Puis un autre éclair. Les pulsars fonctionnent de la même manière. Les poutres se balancent. Lorsqu’ils pointent vers la Terre, nous voyons une impulsion. Quand ils nous montrent du doigt, nous ne voyons rien.
Voici la star radio palpitante en action. Bien que la plupart soient détectés via des ondes radio, certains émettent également de la lumière visible, des rayons X et des rayons gamma.
La lente dégradation des horloges cosmiques
Les pulsars ne sont pas éternels. Ils perdent de l’énergie. La rotation ralentit. La décélération est infime. En règle générale, cela représente environ un millionième de seconde par an. Vous ne le remarqueriez pas. Mais avec le temps, cela s’additionne.
Les calculs suggèrent que ces objets « s’éteignent » après environ 10 millions d’années. C’est un clin d’œil dans le temps cosmique. Finalement, les champs magnétiques s’affaiblissent. Les faisceaux s’arrêtent. Le phare s’éteint.
Pourquoi est-ce important ?
Parce que pendant ces 10 millions d’années, ce sont les chronométreurs les plus réguliers de l’univers. Leurs impulsions sont si stables que les scientifiques les utilisent pour tester les théories de la gravité. Ils nous aident à comprendre ce qui se passe sous une pression extrême. Ils agissent comme des laboratoires naturels pour une physique que nous ne pouvons pas reproduire sur Terre.
Nous en savons plus sur les pulsars que sur de nombreux endroits de notre propre planète. Ce sont des restes. Spectres. Mais ils nous parlent toujours. Juste en impulsions.
