Quand la superfluidité fait le poids

Quand la superfluidité fait le poids

Des chercheurs de Southampton, spécialisés en astronomie, auraient trouvé un moyen de mesurer la masse d’un pulsar isolé.

Un pul-quoi ?

Un pulsar. C’est un objet astronomique formé à partir des restes d’une étoile massive dont l’explosion en fin de vie est un phénomène nommé supernova. Il est connu pour tourner très rapidement sur lui-même en émettant un très fort rayonnement électromagnétique.

Jusqu’alors, les scientifiques déterminaient la masse des astres en étudiant leur mouvement par rapport à d’autres, en se basant mathématiquement sur la force gravitationnelle.

Une nouvelle technique ?

Une publication vient à peine de voir le jour et présente le modèle qu’ont mis au point une équipe anglaise pour déterminer la masse d’un pulsar. Les auteurs ont étudié de près le phénomène de superfluidité d’un pulsar. En effet, cet astre émet un faisceau rotatif de rayons électromagnétiques qui peut être détecté par les télescopes. Telle la lumière d’un phare visible sur la côte opposée. Le mouvement est stable et très précis, ralentissant naturellement avec le temps (en bref, le pulsar ralentit avec l’âge en raison d’une perte d’énergie par radiation) mais il s’avère que chez les jeunes pulsars, cette rotation peut être perturbée. On parle alors de « glitches ».

Que se passe-t-il concrètement ?

Il faut savoir qu’un pulsar est constitué d’un noyau (avec essentiellement des neutrons à l’état liquide), d’une croûte externe (plutôt solide, cristalline) et d’une couche interne (composée de noyaux riches en neutrons et de neutrons libres).
On a vu qu’avec le temps, un pulsar subit un ralentissement en raison d’une perte d’énergie. Or, il contient un superfluide qui tourne plus rapidement que la couche externe, pouvant soudainement accélérer l’objet durant moins de 30 secondes.
C’est ce phénomène que les chercheurs viennent d’intégrer à leur modèle, permettant de déterminer la masse du pulsar, et qui expliquerait jusqu’à 45 années de données d’observation.

Cette technique de mesure utilisant la physique nucléaire est différente des précédentes approches mais serait applicable et utile pour déterminer la masse de pulsars isolés.

Marion Guillaumin

Crédit : NASA, ESA, J. Hester and A. Loll (Arizona State University)

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