• Astrophysique: les deux masses d’un système binaire de pulsars relativistes, connu sous le nom de PSR J1906+0746, ont été mesurées! ____¤201501

     

    Une étude, dont les résultats intitulés «The Binary Companion of Young, Relativistic Pulsar J1906+0746» ont été publiés dans la revue The Astrophysical Journal et sont disponibles sur arxiv.org, a permis de mesurer les deux masses d’un système binaire de pulsars relativistes, connu sous le nom de PSR J1906+0746, ou J1906 en abrégé.

     

    Ce système binaire est composé d'un pulsar (étoile à neutrons dotée d’un fort champ magnétique, qui tourne sur elle-même, et, «à la manière d’un phare marin, émet des impulsions radio» reçues sur Terre «à raison d’une toutes les 144 millisecondes») orbitant «autour d’une autre étoile à neutrons (ou peut-être une grosse naine blanche) en un tout petit peu moins de quatre heures».

     

    Ce système, «découvert en 2004 à l’Observatoire d’Arecibo, avec le plus grand radiotélescope du monde», faisait l’objet, depuis cinq ans, «d’une surveillance quasi journalière et d’une étude rapprochée à l’aide des cinq plus grands radiotélescopes sur Terre : ceux d’Arecibo (États-Unis), Green Bank (États-Unis), Nançay (France), Lovell (Royaume-Uni) et le Westerbork Synthesis Radio Telescope (Pays-Bas)».

     

    Alors qu'à ce jour, «les masses de seulement une poignée de tels systèmes ont été mesurées», l'étude ici présentée est parvenue «à déterminer la masse de l’étoile à neutrons et à mesurer les déformations de l’espace-temps dans le champ de gravité de l’étoile binaire»: en effet, comme ces deux étoiles «sont toutes deux plus massives que le Soleil et pourtant cent fois plus proches l’une de l’autre que la Terre ne l’est du Soleil», il en résulte de cette gravité extrême un phénomène de «précession géodétique» expliqué par la théorie de la relativité générale.

     

    Plus précisément, «les étoiles à neutrons voient leur axe de rotation osciller lorsqu’elles se déplacent dans le champ de gravité d’une étoile compagnon proche et massive, un peu à la manière d’une toupie lancée sur un coin de table» de sorte qu'orbite après orbite, le pulsar «traverse un espace-temps déformé», qui «laisse une empreinte sur l’axe de rotation».

     

    La précession géodétique mesurée pour J1906, qui «est de loin l’étoile la plus jeune», fait apparaître, en raison de l’espace-temps déformé, qu'un millionième environ de l’orbite du pulsar est 'manquant' «par comparaison avec ce qu’il aurait été dans un espace-temps plat». Cette différence, au bout d'une année d’observations aux radiotélescopes, «correspond à un changement de 2,2 degrés dans l’orientation de l’axe de rotation du pulsar».

     

    La conséquence de tout cela, c'est que l’axe de rotation du pulsar a tellement oscillé, «par les effets de cette énorme attraction gravitationnelle», que «ses étroits faisceaux radio n’éclairent plus la Terre à chaque rotation»: il est donc «maintenant complètement invisible même pour les plus grands radiotélescopes sur Terre».

     

    C’est d'ailleurs la première fois qu'on répertorie un pulsar jeune qui disparaît par précession. Cependant, ses oscillations, qui se poursuivent, devraient permettre de faire revenir ses faisceaux radio sur Terre dans 160 ans.

     

     

     


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