QU'EST-CE QU'UN PULSAR?

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Ils sont ce qu'on appelle les «phares» de l'univers - des étoiles à neutrons en rotation qui émettent un faisceau focalisé de rayonnement électromagnétique qui n'est visible que si vous vous tenez sur son chemin. Connues sous le nom de pulsars, ces reliques stellaires tirent leur nom de la façon dont leurs émissions semblent «pulser» dans l'espace.

Non seulement ces objets stellaires anciens sont très fascinants et impressionnants à voir, mais ils sont également très utiles aux astronomes. Cela est dû au fait qu'ils ont des périodes de rotation régulières, ce qui produit un interne très précis dans ses impulsions - allant de quelques millisecondes à quelques secondes.

La description:

Les pulsars sont des types d'étoiles à neutrons; les reliques mortes d'étoiles massives. Ce qui distingue les pulsars des étoiles à neutrons ordinaires, c'est qu'ils sont hautement magnétisés et tournent à des vitesses énormes. Les astronomes les détectent par les impulsions radio qu'ils émettent à intervalles réguliers.

Formation:

La formation d'un pulsar est très similaire à la création d'une étoile à neutrons. Lorsqu'une étoile massive avec 4 à 8 fois la masse de notre Soleil meurt, elle explose en supernova. Les couches externes sont projetées dans l'espace et le noyau interne se contracte avec sa gravité. La pression gravitationnelle est si forte qu'elle surmonte les liaisons qui séparent les atomes.

Les électrons et les protons sont écrasés ensemble par gravité pour former des neutrons. La gravité à la surface d'une étoile à neutrons est d'environ 2 x 10¹¹ la force de gravité sur Terre. Ainsi, les étoiles les plus massives explosent en supernovae et peuvent exploser ou s'effondrer dans des trous noirs. S'ils sont moins massifs, comme notre Soleil, ils emportent leurs couches extérieures et se refroidissent lentement comme des naines blanches.

Mais pour les étoiles entre 1,4 et 3,2 fois la masse du Soleil, elles peuvent toujours devenir des supernovae, mais elles n'ont tout simplement pas assez de masse pour faire un trou noir. Ces objets de masse moyenne finissent leur vie en tant qu'étoiles à neutrons, et certains d'entre eux peuvent devenir des pulsars ou des magnétars. Lorsque ces étoiles s'effondrent, elles maintiennent leur élan angulaire.

Mais avec une taille beaucoup plus petite, leur vitesse de rotation augmente considérablement, tournant plusieurs fois par seconde. Cet objet relativement petit, super dense, émet une puissante explosion de rayonnement le long de ses lignes de champ magnétique, bien que ce faisceau de rayonnement ne soit pas nécessairement aligné avec son axe de rotation. Ainsi, les pulsars sont simplement des étoiles à neutrons en rotation.

Et donc, à partir d'ici sur Terre, lorsque les astronomes détectent un faisceau intense d'émissions radio plusieurs fois par seconde, alors qu'il tourne comme un faisceau de phare - c'est un pulsar.

Histoire:

Le premier pulsar a été découvert en 1967 par Jocelyn Bell Burnell et Antony Hewis, et il a surpris la communauté scientifique par les émissions radio régulières qu'il a transmises. Ils ont détecté une mystérieuse émission radio provenant d'un point fixe dans le ciel qui a culminé toutes les 1,33 secondes. Ces émissions étaient si régulières que certains astronomes pensaient que cela pourrait être la preuve de communications d'une civilisation intelligente.

Bien que Burnell et Hewis étaient certains qu'il avait une origine naturelle, ils l'ont nommé LGM-1, qui signifie «petits hommes verts», et les découvertes ultérieures ont aidé les astronomes à découvrir la vraie nature de ces objets étranges.

Les astronomes ont émis l'hypothèse qu'il s'agissait d'étoiles à neutrons en rotation rapide, ce qui a été confirmé par la découverte d'un pulsar à très courte période (33 millisecondes) dans la nébuleuse du Crabe. Jusqu'à présent, on en a trouvé un total de 1600, et la découverte la plus rapide émet 716 impulsions par seconde.

Plus tard, des pulsars ont été trouvés dans les systèmes binaires, ce qui a permis de confirmer la théorie d'Einstein de la relativité générale. Et en 1982, un pulsar a été trouvé avec une période de rotation de seulement 1,6 microsecondes. En fait, les premières planètes extrasolaires jamais découvertes ont été trouvées en orbite autour d'un pulsar - bien sûr, ce ne serait pas un endroit très habitable.

Faits intéressants:

Lorsqu'un pulsar se forme pour la première fois, il a le plus d'énergie et la vitesse de rotation la plus rapide. À mesure qu'il libère de l'énergie électromagnétique à travers ses faisceaux, il ralentit progressivement. En 10 à 100 millions d'années, il ralentit au point que ses faisceaux s'éteignent et que le pulsar se calme.

Lorsqu'ils sont actifs, ils tournent avec une régularité si étrange qu'ils sont utilisés comme minuteries par les astronomes. En fait, on dit que certains types de pulsars rivalisent avec les horloges atomiques dans leur précision à respecter le temps.

Les pulsars nous aident également à rechercher des ondes gravitationnelles, à sonder le milieu interstellaire et même à trouver des planètes extrasolaires en orbite. En fait, les premières planètes extrasolaires ont été découvertes autour d'un pulsar en 1992, lorsque les astronomes Aleksander Wolszczan et Dale Frail ont annoncé la découverte d'un système planétaire multi-planète autour du PSR B1257 + 12 - un pulsar milliseconde maintenant connu pour avoir deux planètes extrasolaires.

Il a même été proposé que les engins spatiaux pourraient les utiliser comme balises pour aider à naviguer dans le système solaire. Sur le vaisseau spatial Voyager de la NASA, il y a des cartes qui montrent la direction du Soleil à 14 pulsars dans notre région. Si les extraterrestres voulaient trouver notre planète natale, ils ne pouvaient pas demander une carte plus précise.

Nous avons écrit de nombreux articles sur les stars ici sur Space Magazine. Voici un article sur un pulsar à rayons gamma récemment découvert, et voici un article sur la façon dont les pulsars millisecondes tournent si vite.

Si vous souhaitez plus d'informations sur les étoiles, consultez les communiqués de presse de Hubblesite sur les étoiles, et voici la page d'accueil des étoiles et des galaxies.

Nous avons enregistré plusieurs épisodes d'Astronomy Cast sur les étoiles. Voici deux qui pourraient vous être utiles: Épisode 12: D'où viennent les petites étoiles et Épisode 13: Où vont les étoiles quand elles meurent?