pulsar. >n.m., objet céleste émettant dans le domaine hertzien des signaux périodiques de période inférieure à la seconde. Les données de l'observation. Le premier pulsar fut observé en Angleterre de façon fortuite en 1967. Depuis cette époque, plusieurs centaines de sources ayant des caractéristiques voisines ont été découvertes. Le signal reçu est une brève impulsion d'ondes hertziennes (fréquence comprise entre 100 et 600 MHz) qui se reproduit avec une remarquable périodicité, valant, suivant les pulsars, entre 1 milliseconde et quelques secondes. Pour une source donnée, les impulsions consécutives ne sont pas identiques, mais leur profil moyen, mesuré sur un grand nombre de cycles, est parfaitement caractéristique et reproductible. Les premiers pulsars observés avaient tous des périodes comprises entre quelques dizaines de millisecondes et quelques secondes, et le ralentissement, c'est-à-dire l'augmentation relative à cette période au cours du temps, était de l'ordre de quelques dix millièmes de seconde par an (le pulsar du Crabe a une période de 33 ms et ralentit de 1,2 × 10-5 s par an). En 1982, une équipe américano-néerlandaise a découvert un nouveau pulsar dont la période était de 1,557 ms et le taux de ralentissement de 3 × 10 -12 s par an. Depuis cette époque, de nombreux pulsars ultrarapides ayant des caractéristiques voisines de ce dernier ont été découverts. Qu'est-ce qu'un pulsar ? Le modèle proposé par les astrophysiciens, pour rendre compte de cet étonnant mécanisme d'horlogerie, est celui d'une étoile tournant sur elle-même et projetant dans l'espace un étroit faisceau d'ondes radio qui, tel un gyrophare, balaie l'espace à la fréquence de rotation de l'étoile. Pour pouvoir tourner sur elle-même à mille tours par seconde, l'étoile doit être de très petite dimension. Les seuls candidats possibles pour de telles performances sont des objets dont l'existence avait été prévue, mais qui n'avaient jamais été observés : les étoiles à neutrons. Il s'agit de ce qui reste du coeur d'une étoile qui a brûlé étape par étape tout son combustible nucléaire. N'ayant plus de pression radiative pour résister à son propre poids, l'étoile s'effondre brutalement sur elle-même en donnant lieu à l'explosion d'une supernova, par projection dans l'espace de ses couches externes. Ce qui reste après l'explosion est une sorte de gigantesque noyau atomique, boule de quelques kilomètres de diamètre qui contient la majeure partie de la masse de l'étoile sous forme de neutrons agglomérés avec la densité de la matière nucléaire, de l'ordre du milliard de tonnes par centimètre cube. Lors de l'effondrement, deux grandeurs sont conservées, le moment cinétique et le flux magnétique. De même que le patineur accélère sa rotation en ramenant les bras vers son corps, de même l'étoile, en se contractant, augmente sa vitesse de rotation : le calcul montre qu'en passant d'un rayon comparable à celui du Soleil (700 000 km) aux quelques kilomètres du rayon supposé de l'étoile à neutrons, la vitesse de rotation augmente et peut atteindre les valeurs observées pour les pulsars « lents » (de 1 à 30 tours par seconde). La conservation du flux magnétique, produit de l'intensité du champ par la surface à travers laquelle il passe, entraîne une augmentation du champ à la surface de l'étoile jusqu'à des valeurs considérables, de l'ordre de 108 T (les champs les plus intenses que nous sachions faire sont de l'ordre de quelques dizaines de teslas). Le pulsar serait donc une étoile extraordinairement dense, tournant très vite sur elle-même et constituant un puissant aimant, dont l'axe ne coïncide pas forcément avec l'axe de rotation. Plusieurs mécanismes ont été proposés pour expliquer l'origine du signal émis, entre autres celui où des électrons seraient emprisonnés dans les lignes de force de l'aimant et émettraient, à l'intérieur d'un cône étroit orienté selon l'axe magnétique de l'étoile, les ondes radio que nous recevons, si nous sommes situés dans la zone de l'Univers balayée à chaque rotation par ce cône. Complétez votre recherche en consultant : Les médias pulsar Les livres pulsar, page 4170, volume 8 Un modèle presque satisfaisant. L'enchaînement menant de la supernova à l'étoile à neutrons, puis au pulsar s'est trouvé parfaitement confirmé lorsqu'on a découvert un pulsar « jeune », car assez rapide, dans la nébuleuse du Crabe, reste d'une supernova dont l'explosion fut décrite par des astronomes chinois en 1054. En effet, la rotation de cet énorme aimant s'accompagne d'une considérable perte d'énergie par émission d'un rayonnement électromagnétique de basse fréquence non observable. Cette perte se fait au détriment de l'énergie de rotation, entraînant un ralentissement et une diminution du champ magnétique allant jusqu'à la « mort » du pulsar. La durée de vie d'un pulsar a été estimée à environ un million d'années, d'où la « jeunesse » du pulsar du Crabe, âgé de moins de mille ans. Malgré quelques défauts, ce modèle était cohérent jusqu'à la découverte des pulsars « milliseconde », faite à partir de 1982, lesquels tournaient beaucoup trop vite et ne ralentissaient pas assez pour appartenir au modèle « standard ». Les pulsars ultrarapides. Pour expliquer les étonnantes propriétés des pulsars ultrarapides, dont on a découvert plusieurs dizaines depuis 1982, et en particulier leur extraordinaire régularité qui fait d'eux des étalons de temps comparables aux meilleures horloges atomiques, les astrophysiciens ont conçu un scénario compliqué mais plausible : il s'agirait de la résurrection de vieux pulsars morts depuis longtemps, ou de la création de nouveaux pulsars à partir de vieilles naines blanches, par suite de la capture d'une étoile-compagnon dont le pulsar ou la naine blanche absorberaient la matière. Ce cannibalisme aboutirait dans les deux cas au (re)lancement du pulsar à la vitesse désirée, mais avec un champ magnétique beaucoup plus faible que celui des pulsars standards, d'où un moindre ralentissement. Ce modèle semble satisfaisant pour l'instant, mais rien n'exclut que de nouvelles découvertes ne le remettent en question. Les pulsars figurent parmi les objets les plus surprenants que l'Univers nous ait révélés. Complétez votre recherche en consultant : Les corrélats astres - Vie et mort de quelques étoiles - Les étoiles massives : les supernovae astrophysique ondes gravitationnelles radioastronomie - Le développement de la radioastronomie - Le rayonnement cosmique radioastronomie - Les mécanismes du rayonnement radio - Émission thermique et émission synchrotron supernova
