La compréhension actuelle d'un pulsar. Cliquez pour agrandir
Les astronomes ont découvert un pulsar très inhabituel qui semble s'éteindre de temps en temps. Ce pulsar ralentit sa vitesse de rotation, mais cette décélération augmente lorsqu'il est actif. Ce mécanisme de freinage est lié aux puissantes émissions radio. Pendant sa phase active, un vent de particules est dégagé, volant une partie de son énergie de rotation.
Des astronomes utilisant le radiotélescope Lovell de 76 m de l'Observatoire Jodrell Bank de l'Université de Manchester ont découvert un pulsar très étrange qui aide à expliquer comment les pulsars agissent comme des «horloges cosmiques» et confirme les théories avancées il y a 37 ans pour expliquer la manière dont les pulsars émettent leurs faisceaux réguliers d'ondes radio - considérés comme l'un des problèmes les plus difficiles en astrophysique. Leurs recherches, maintenant publiées dans Science Express, révèlent un pulsar qui n'est activé que pendant une partie du temps. L’étrange pulsar tourne autour de son propre axe et ralentit 50% plus vite quand il est allumé que quand il est éteint.
Les pulsars sont des étoiles à neutrons denses et hautement magnétisées qui naissent dans une violente explosion marquant la mort d'étoiles massives. Ils agissent comme des phares cosmiques alors qu'ils projettent un faisceau rotatif d'ondes radio à travers la galaxie. Le Dr Michael Kramer explique: «Les pulsars sont un rêve de physicien devenu réalité. Ils sont faits de la matière la plus extrême que nous connaissions dans l'Univers, et leur rotation très stable en fait des horloges cosmiques ultra-précises - mais, embarrassant, nous ne savons pas comment ces horloges fonctionnent. Cette découverte contribue grandement à résoudre ce problème. »
La compréhension actuelle d'un pulsar. L'étoile à neutrons centrale est fortement magnétisée et émet un faisceau radio le long de son axe magnétique, qui est incliné par rapport à l'axe de rotation. Le fort champ magnétique conduit finalement à l'extraction de particules de la surface, remplissant la soi-disant magnétosphère environnante de plasma. La taille de la magnétosphère est donnée par la distance à laquelle la co-rotation du plasma atteint la vitesse de la lumière, ce que l'on appelle le cylindre lumineux. Le plasma créant l'émission radio quitte finalement le cylindre léger comme un vent pulsar, qui fournit un couple sur le pulsar, contribuant à environ 50% à son ralentissement observé en rotation.
L'équipe de recherche, dirigée par le Dr Kramer, a trouvé un pulsar qui n'est que périodiquement actif. Il apparaît comme un pulsar normal pendant environ une semaine, puis s'éteint pendant environ un mois avant d'émettre à nouveau des impulsions. Le pulsar, appelé PSR B1931 + 24, est unique dans ce comportement et offre aux astronomes l'occasion de comparer ses phases silencieuses et actives. Comme il est silencieux la majorité du temps, il est difficile à détecter, ce qui suggère qu'il peut y avoir de nombreux autres objets similaires qui, jusqu'à présent, ont échappé à la détection.
Le professeur Andrew Lyne souligne que «après la découverte des pulsars, les théoriciens ont proposé que de puissants champs électriques déchirent les particules de la surface de l'étoile à neutrons dans un nuage de plasma magnétisé environnant appelé la magnétosphère - mais, depuis près de 40 ans, il n'y avait pas eu moyen de tester si notre compréhension de base était correcte. "
Les astronomes de l'Université de Manchester ont été ravis lorsqu'ils ont découvert que ce pulsar ralentit plus rapidement lorsque le pulsar est allumé que lorsqu'il est éteint. Le Dr Christine Jordan souligne l'importance de cette découverte: «Nous pouvons clairement voir que quelque chose frappe les freins lorsque le pulsar est activé.»
Ce mécanisme de coupure doit être lié à l'émission radio et les processus qui la créent et le ralentissement supplémentaire peuvent être expliqués par un vent de particules quittant la magnétosphère du pulsar et emportant l'énergie de rotation. "Un tel effet de freinage du vent pulsar était attendu mais maintenant, enfin, nous avons des preuves par observation", ajoute le Dr Duncan Lorimer.
La quantité de freinage peut être liée au nombre de charges quittant la magnétosphère pulsar. Le Dr Kramer explique leur surprise lorsqu'il a été constaté que le nombre résultant se situait à moins de 2% des prévisions théoriques. «Nous avons été vraiment choqués lorsque nous avons vu ces chiffres sur nos écrans. Étant donné la complexité du pulsar, nous ne nous attendions pas vraiment à ce que la théorie de la magnétosphère fonctionne aussi bien. »
Le professeur Lyne a résumé le résultat: "Il est étonnant que, après près de 40 ans, nous ayons non seulement trouvé un nouveau phénomène inhabituel de pulsar, mais aussi une manière très inattendue de confirmer certaines théories fondamentales sur la nature des pulsars."
Source d'origine: communiqué de presse PPARC
