Les pulsars

Ken Tapping, le 19 janvier 2016

Dans le ciel cette semaine…

  • Quatre planètes se lèvent au sud-est à 22 h, 2 h, 5 h et 6 h, respectivement.
  • Il s’agit de Jupiter (brillante), Mars (plus terne), Saturne (modérément brillante) et Vénus (éclatante).
  • Mercure se fond dans les lueurs du levant à l’horizon.
  • Pleine lune le 23.

En 1967, Jocelyn Bell Burnell, radioastronome de Cambridge, en Angleterre, faisait une étrange découverte. Elle avait détecté des impulsions régulièrement espacées de 1,33 seconde au moyen de son radiotélescope. Dans un pays aussi populeux, on attribua naturellement ces émissions radio à des interférences d’origine humaine, comme le cliquetis des clôtures électriques utilisées pour les enclos à bétail. Fait curieux, ces impulsions se manifestaient chaque jour quatre minutes plus tôt; elles étaient donc synchronisées sur la mécanique céleste et non sur le cadran de l’horloge. On a ensuite eu la preuve qu’elles provenaient de très loin dans l’espace.

À l’époque, on ne connaissait aucun objet dans l’Univers capable d’émettre des impulsions avec une aussi grande précision. S’agissait-il de signaux émis par une civilisation extraterrestre? Était-ce des aides à la navigation interstellaire, un genre de phare cosmique? Puis d’autres pulsars ont été découverts; pour les différencier, on leur a donné un nom de code fantaisiste commençant par LGM, pour « Little Green Men », ou petits hommes verts. Nous savons aujourd’hui que ces objets n’ont rien d’artificiel. Ce sont des faisceaux d’émissions émis par les restes d’étoiles géantes éteintes qui se sont effondrées sur elles mêmes et qui sont en rotation rapide. Lorsque les étoiles massives ont épuisé leur combustible, elles se contractent, ce qui produit une immense explosion, non pas dans le cœur de l’étoile, mais en succession. Toutes les couches au-delà du cœur de l’explosion sont soufflées dans l’espace. Il ne reste que le noyau, dont la force gravitationnelle colossale broie les atomes les uns sur les autres pour former un amas de neutrons. C’est ce que l’on appelle les étoiles à neutrons. Si la force est suffisante, le noyau peut former un trou noir.

Les patineuses exécutent souvent une pirouette en tenant les bras en croix pour commencer, qu’elles ramènent graduellement vers leur poitrine pour accroître leur vitesse de rotation. L’accélération qui en résulte obéit à un principe de physique appelé « conservation du moment cinétique ». Ce principe s’applique à tous les objets en rotation, même les étoiles. Le Soleil a un diamètre d’environ 1,4 million de kilomètres, celui d’une étoile à neutrons type tourne autour de 20 kilomètres. Si le Soleil était ramené à cette taille, sa vitesse de rotation atteindrait environ 2 000 révolutions par seconde. Les pulsars les plus rapides découverts à ce jour effectuent 700 révolutions par seconde. On en découvrira sûrement de plus rapides un jour.

Lorsqu’une étoile s’effondre sur elle-même, toute sa matière se comprime, et même son champ magnétique. Le Soleil, sphère d’un blanc jaunâtre bien circonscrite, avec ses taches solaires, ses protubérances et ses autres particularités, doit son aspect à son champ magnétique. Sans lui, il serait une tache brillante un peu floue. Comprimés dans une sphère de 20 kilomètres de diamètre, les champs magnétiques d’une étoile à neutrons deviennent très intenses. Ils tournent à la même vitesse que le noyau de l’étoile en se projetant dans l’espace où ils ratissent la matière avoisinante. Ils libèrent ainsi d’immenses quantités d’énergie qui génèrent des faisceaux de rayonnements intenses : des ondes radio, de la lumière et même des rayons X. Lorsqu’un de ces faisceaux pointe dans notre direction, nous pouvons observer un rayonnement, comme la lumière d’un phare sur la côte. Les pulsars ne sont pas des objets que l’on frôle sans risque. Leurs champs magnétiques qui draguent la matière avoisinante et leurs rayonnements à haute énergie provenant de la rotation finissent par les ralentir. Toutefois, compte tenu de leur masse, leur décélération s’effectue à une vitesse infinitésimale, ce qui explique la précision pratiquement inégalée dans le domaine astronomique de leurs impulsions. Ces horloges cosmiques précises dispersées un peu partout dans l’Univers sont d’une grande utilité pour étudier la nature même de l’espace.

Ken Tapping est astronome à l'Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

Tél. : 250-497-2300
Téléc. : 250-497-2355
Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

Date de modification :