Language
Country/Area
No result found
Des étoiles aux pulsars : qu'est-ce qui rend la formation de pulsars millisecondes si étonnante ?
Les pulsars millisecondes (MSP) sont des pulsars avec une période de rotation inférieure à environ 10 millisecondes. Ces objets ont été détectés dans le spectre électromagnétique dans les rayons radio, X et gamma. Les scientifiques pensent que la formation de pulsars millisecondes est liée au transfert de masse d'étoiles compagnons. On pense généralement qu'il s'agit d'étoiles à neutrons anciennes à rotation rapide qui sont « recyclées » ou accélérées par accrétion de matière de l'étoile compagnon dans une étoile binaire proche. système. Par conséquent, les pulsars millisecondes sont parfois appelés pulsars de recyclage.
L'origine des pulsars millisecondes est liée aux systèmes d'étoiles binaires à rayons X de faible masse, dans lesquels les rayons X sont émis par le disque d'accrétion des étoiles à neutrons.
Selon les recherches actuelles, le processus de formation des pulsars millisecondes pourrait avoir connu au moins deux mécanismes d'évolution différents, ce qui pourrait expliquer pourquoi certains jeunes pulsars millisecondes ont des champs magnétiques relativement élevés, comme le PSR B1937+21. Selon les recherches de Bülent Kiziltan et S. E. Thorsett (UCSC), cette nouvelle découverte implique que les modèles évolutifs traditionnels sont insuffisants pour expliquer le développement de tous les pulsars millisecondes. Notamment, de nombreux pulsars millisecondes sont concentrés dans des amas globulaires, ce qui est cohérent avec l'hypothèse d'accélération rotationnelle de leur formation, car la densité stellaire élevée de ces amas augmente les chances du pulsar de capturer une grande étoile compagne.
Actuellement, environ 130 pulsars millisecondes sont localisés dans des amas globulaires, dont 37 dans Terzan 5, 22 dans 47 Tucanae et 8 chacun dans M28 et M15.
La limite de la vitesse de rotation du pulsar
En 1982, le PSR B1937+21 est devenu le premier pulsar milliseconde découvert. Sa vitesse de rotation est d'environ 641 fois par seconde, et il reste toujours le deuxième pulsar milliseconde le plus rapide connu. Le pulsar tournant le plus rapide connu en 2023, le PSR J1748-2446ad tourne à une vitesse de 716 fois par seconde. Les modèles existants de structure et d'évolution des étoiles à neutrons prédisent que si les pulsars atteignent des vitesses de rotation d'environ 1 500 tr/min ou plus, ils peuvent se briser et, à des vitesses supérieures à 1 000 tr/min, ils perdront de l'énergie plus rapidement qu'ils n'absorbent le taux d'accélération du processus d'intégration. .
En 2007, les données du détecteur de synchronisation à rayons X Rossi et du vaisseau spatial INTEGRAL ont découvert une étoile à neutrons nommée XTE J1739-285 avec une vitesse de rotation de 1 122 Hz. Cependant, ce résultat n'est pas statistiquement significatif.
Affecté par le rayonnement gravitationnel, la vitesse de rotation des pulsars millisecondes peut ralentir. L'un des pulsars à rayons X, IGR J00291+5934, avec une vitesse de rotation de 599 tours par seconde, pourrait devenir un candidat sérieux pour détecter les ondes gravitationnelles à l'avenir.
Détection d'ondes gravitationnelles à l'aide de pulsars
Les ondes gravitationnelles sont une prédiction importante de la théorie de la relativité générale d'Einstein, provenant du mouvement d'une grande quantité de matière et des fluctuations de l'univers primitif. Un pulsar est une étoile à neutrons hautement magnétique à rotation rapide qui se forme généralement après une explosion de supernova. En raison de leur stabilité, les pulsars peuvent être utilisés pour la détection des ondes gravitationnelles, une idée proposée pour la première fois par Sazhin et Detweiler dans les années 1970.
Les pulsars sont considérés comme des horloges de référence qui envoient des signaux de synchronisation à une extrémité, lorsque l'observateur est sur Terre.
Lorsque les ondes gravitationnelles les traversent, elles provoquent des perturbations dans la métrique spatio-temporelle locale, affectant ainsi la fréquence de rotation observée du pulsar. En 1983, Hellings et Downs ont étendu ce concept en proposant qu'un réseau complet de pulsars puisse détecter un fond d'ondes gravitationnelles variant dans le temps. Au début des années 1980, avec la découverte des premiers pulsars millisecondes, Foster et Backer ont affiné la sensibilité de la détection des ondes gravitationnelles.
Au cours des années suivantes, avec l'avancement des systèmes d'acquisition de données numériques et la découverte de nouveaux pulsars millisecondes, la sensibilité de la détection des ondes gravitationnelles a continué d'augmenter. En juin 2023, NANOGrav a publié 15 années de données et a fourni la première preuve d’un fond d’ondes gravitationnelles. Les courbes Hellings-Downs de ces observations sont une indication claire de la source des ondes gravitationnelles.
La formation des pulsars millisecondes et leur exploration de l'univers révèlent non seulement l'évolution de l'univers, mais nous obligent également à réfléchir au nombre de processus inconnus qui attendent que nous les explorions et les comprenions dans cette vaste mer d'étoiles. ?
