Une étude, dont les résultats intitulés «Gravitational-wave constraints on the equatorial ellipticity of millisecond pulsars» sont disponibles en pdf sur arxiv.org, rapporte que les collaborations LIGO et Virgo sont parvenues à obtenir une nouvelle borne concernant la structure et les propriétés des étoiles à neutrons.

Relevons tout d'abord que «la surface des étoiles à neutrons, ces astres formidablement denses, est solide». Comme les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation rapide, «les moindres écarts à la sphéricité (des sortes de montagnes) devraient causer l'émission d'ondes gravitationnelles», observables par les détecteurs LIGO et Virgo.

Plus précisément, les pulsars millisecondes, qui «sont environ 40.000 milliards de fois plus denses que le plomb» et qui sont dotés de «champs magnétiques d'un milliard à quelques milliers de milliards de fois celui de la Terre», ont leurs surfaces qui «tournent jusqu'à ∼10 % de la vitesse de la lumière». Alors que des incertitudes existent sur la composition exacte de la croûte, solide, et encore plus sur l'intérieur, liquide, d'une étoile à neutrons, «des estimations raisonnables» attribuent «quelques centimètres de hauteur seulement pour l'équivalent des montagnes sur une étoile à neutrons».

Comme «tout écart à la sphéricité pour un astre lui permet de rayonner des ondes gravitationnelles quand il est en rotation», cela permet de poser des bornes à l'écart à cette sphéricité parfaite (qui peut également être exprimée en termes d'ellipticité de l'étoile (ε), qui est grossièrement une mesure de sa taille en tant que fraction du rayon de l'étoile) en mesurant les ondes gravitationnelles de plusieurs pulsars proches du Soleil générées par leurs rotations»: par exemple le pulsar du Crabe (PSR B0531+21) (*) ou le pulsar de Vela, d'après le nom latin des Voiles (PSR B0833-45) (**).

Dans ce contexte, l'étude ici présentée a établi, au bout du compte, que «si la hauteur des montagnes sur ces étoiles à neutrons proches était supérieure à celle de la largeur d'un cheveu humain, LIGO et Virgo auraient détecté les ondes gravitationnelles émises».

Liens externes complémentaires (source Simbad)

(*) Pulsar du Crabe (PSR B0531+21)

(**) Pulsar de Vela (PSR B0833-45)