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Le secret des doubles pulsars : pourquoi sont-ils un excellent outil pour tester la théorie de la relativité
Parmi les nombreux objets de l’univers, les pulsars binaires ont attiré une grande attention en raison de leurs propriétés uniques et de leur importance pour la physique. Un pulsar binaire est un pulsar associé à une étoile compagnon, généralement une naine blanche ou une étoile à neutrons. Leur fort environnement de champ gravitationnel en fait des objets idéaux pour tester la théorie de la relativité d’Einstein. Cet article vise à explorer comment les étoiles bipolaires constituent un outil puissant pour révéler le mystère de l’univers.
L'existence de doubles pulsars nous aide non seulement à comprendre la nature de la gravité, mais nous offre également une perspective unique pour observer la structure de l'espace et du temps.
Découverte des pulsars doubles
L'histoire des pulsars binaires a commencé en 1974, lorsque Joseph Horton Taylor et Russell Hales ont découvert le PSR B1913+16 (communément appelé pulsar binaire Halls-Taylor) à l'observatoire d'Arecibo). Ce pulsar se caractérise par le fait que la fréquence de ses impulsions change avec le temps, ce qui permet aux scientifiques de déduire qu'il tourne à grande vitesse autour de son étoile compagne.
Les changements d'impulsions sont comme le tic-tac d'une horloge, et ces changements révèlent la dynamique interne du pulsar binaire et des objets environnants.
Outils pour tester la relativité
Dans un système de pulsar binaire, lorsque les deux étoiles tournent autour de l'attraction gravitationnelle l'une de l'autre, leurs horloges subissent des retards à mesure que le champ gravitationnel change. Ce phénomène est appelé dilatation du temps, dans lequel le temps semble se déplacer plus lentement dans un champ gravitationnel puissant. En observant le PSR B1913+16, les chercheurs ont découvert que les données de retard correspondaient très bien aux prédictions de la théorie de la relativité.
Grâce à ces mesures, les scientifiques peuvent non seulement vérifier la théorie de la relativité, mais également calculer avec précision la masse des étoiles à neutrons.
Preuve d'ondes gravitationnelles
En 2015, la première observation d’ondes gravitationnelles a permis de mieux comprendre les pulsars binaires. Selon la théorie d'Einstein, lorsque deux étoiles à neutrons tournent l'une autour de l'autre, des ondes gravitationnelles sont produites et la présence de ces ondes entraîne un raccourcissement de la distance entre les deux étoiles. Les scientifiques ont utilisé les données d’impulsions de pulsars binaires pour vérifier ce phénomène, confortant ainsi les prédictions théoriques des ondes gravitationnelles.
Exploration des pulsars binaires de masse intermédiaire
En plus du PSR B1913+16, il existe d'autres types de pulsars binaires à noter, tels que les pulsars binaires de masse intermédiaire (IMBP). Les caractéristiques de ces systèmes comprennent de longues périodes de rotation et des masses compagnes relativement élevées. La détection de pulsars binaires de masse intermédiaire nous aide non seulement à comprendre le comportement des corps célestes de différentes masses, mais révèle également le processus de transformation et de flux de matière interstellaire.
Par exemple, l'étoile compagnon du système binaire de pulsars PSR J2222-0137 est une étoile naine blanche de masse élevée, qui fait également allusion aux diverses interactions entre les différents types de corps célestes dans l'univers.
L'impact des pulsars
L’environnement particulier d’un pulsar binaire va entraîner une série de phénomènes, comme l’écoulement de matière autour du pulsar. Lorsque le matériau extérieur de l’étoile compagnon est transféré au pulsar, un rayonnement X peut être produit, améliorant encore l’observation du pulsar. La nature pulsée de ces rayons X en fait un autre bon ami dans l’étude de la gravité et du comportement de la matière dans l’univers.
Orientations futures de la recherche
Avec les progrès de la technologie d’observation, la compréhension des scientifiques sur les pulsars binaires continuera de s’approfondir. Les recherches futures pourraient se concentrer sur la manière d'extraire davantage d'informations à partir des données de ces étoiles, notamment en termes de vérification de la théorie de la relativité et de la cosmologie, qui continueront d'être un sujet important en astrophysique.
En étudiant en profondeur ces doubles pulsars, nous pourrons peut-être mieux comprendre les règles de fonctionnement de l'univers, et cela soulèvera également une question plus fondamentale : quel rôle jouons-nous, les humains, dans un tel univers ? /p>
