Pulsars, phares de l'univers

Un pulsar naît au cours de l’explosion d’une supernova, le dramatique effondrement gravitationnel d’une étoile massive, après qu’elle ait utilisé tout son combustible nucléaire. Une étoile qui explose en supernova peut devenir pendant un cours instant plus brillante que la galaxie entière dans laquelle elle est observée. Les restes d’une telle explosion, qui déjà avait été observée en 1054 par des astronomes chinois, sont visibles aujourd’hui comme des formations nébuleuses en filigranes (nébuleuse du Crabe, Ill. 8). Pendant l’explosion de la supernova, l’enveloppe externe est éjectée, le noyau de l’étoile s’effondre jusqu’à devenir un objet d’une taille de seulement 20 à 30 km, une étoile à neutrons.

Les étoiles à neutrons sont des objets extrêmes: elles sont environ un demi million de fois plus massives que la Terre et tournent sur elles-même jusqu’à 40000 fois par minute. Elles sont freinées par un intense champ magnétique, par l’intermédiaire duquel leur énergie de rotation est transformée en rayonnement électromagnétique. La perte d’énergie équivaut à l’intensité lumineuse du Soleil. Le rayonnement étroit et conique d’une étoile à neutrons se présente comme le signal d’un phare cosmique, qu’il est toujours possible d’observer quand la Terre se situe dans l’axe du rayonnement. Un tel signal radio pulsant est visible sur l’illustration 8. Les premières sources radio pulsantes, ou pulsars, on été découvertes en 1967; plus de 1000 ont été découvertes au jour d’aujourd’hui. Le pulsar à l’intérieur de la nébuleuse du Crabe tourne sur lui-même environ 30 fois par seconde.

Le radiotélescope de 100 m, grâce à sa sensibilité, est unique dans l’observation de ce domaine des courtes longueurs d’onde. Ce domaine du spectre électromagnétique est très intéressant pour les pulsars car il est très proche du rayonnement émis par la surface du pulsar. Depuis quelques années on arrive à observer des pulsars avec le radiotélescope d’Effelsberg à des longueurs d’onde millimétriques, les plus courtes longueurs d’ondes radio auxquelles ils peuvent être observés. Les scientifiques de Bonn ont décroché le "record du monde" en réalisant des mesures à une longueur d’onde de 3 mm. Les résultats promettent des indications cruciales dans la compréhension des processus de rayonnement des pulsars, qui ne sont pas encore totalement élucidés aujourd’hui.