Les astronomes ont mis au point une nouvelle technique pour déterminer avec précision l'âge des pulsars millisecondes, les étoiles les plus rapides de l'univers. La méthode standard d'estimation de l'âge des pulsars est connue pour donner des résultats peu fiables, en particulier pour les pulsars millisecondes à rotation rapide, a déclaré Bülent Kiziltan, étudiant diplômé en astronomie et astrophysique à l'Université de Californie à Sant a Cruz. "Une détermination précise de l'âge des pulsars est d'une importance fondamentale, car elle a des ramifications pour comprendre la formation et l'évolution des pulsars, la physique des étoiles à neutrons et d'autres domaines", a-t-il déclaré.
Kiziltan a travaillé avec Stephen Thorsett, professeur d'astronomie et d'astrophysique à l'UCSC, pour étudier l'évolution des pulsars millisecondes. Il a présenté ses conclusions lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Pasadena le lundi 8 juin.
Un pulsar est une étoile à neutrons en rotation rapide, le noyau effondré qui reste après l'explosion d'une étoile massive en supernova. Le pulsar émet des faisceaux d'ondes radio (ainsi que des rayons X et des rayons gamma) des pôles magnétiques de l'étoile à neutrons. Parce que les pôles magnétiques ne sont pas alignés avec l'axe de rotation de l'étoile, les faisceaux balaient comme une balise de phare, envoyant des impulsions d'ondes radio vers les observateurs sur Terre. La période entre chaque impulsion d'ondes radioélectriques correspond au taux de rotation de l'étoile à neutrons.
«Dans la plupart des cas, la seule information dont nous disposons est l'impulsion radio que nous recevons de ces étoiles compactes. À partir de ces impulsions, nous essayons de déterminer les âges, les masses et les paramètres orbitaux - une tâche très difficile en effet », a déclaré Kiziltan.
Les pulsars ordinaires ont tendance à tourner quelques fois par seconde, et ils ralentissent progressivement avec l'âge, devenant finalement trop faibles pour être détectés. Les pulsars à la milliseconde, cependant, tournent des centaines de fois par seconde. Ils atteignent ces taux de rotation extraordinaires en tirant du matériau d'une étoile compagnon binaire, un processus qui transfère l'impulsion angulaire du compagnon au pulsar.
"Ce processus de spin-up est essentiellement comme donner la RCR à un pulsar mort ou mourant, lui donnant une seconde vie", a déclaré Kiziltan.
L'approche standard pour déterminer l'âge «caractéristique» ou «spin-down» d'un pulsar est basée sur deux paramètres: la période entre les impulsions et la vitesse à laquelle elles ralentissent. Kiziltan et Thorsett ont montré que cette méthode peut surestimer ou sous-estimer l'âge d'un pulsar d'un facteur 10 lorsqu'elle est appliquée à des pulsars à la milliseconde.
Pour améliorer la précision de la technique standard, ils ont incorporé des contraintes supplémentaires résultant du processus de rotation et des limites physiques sur la période de rotation maximale. "Nous avons modifié les calculs d'âge pour être cohérent avec ces contraintes et avons montré que cette approche peut atteindre des estimations plus proches de l'âge réel du pulsar", a déclaré Kiziltan.
Ils montrent que, dans certains cas, des pulsars millisecondes qui semblent jeunes peuvent, en fait, avoir plusieurs milliards d'années de plus. Dans d'autres cas, de jeunes pulsars millisecondes peuvent imiter les caractéristiques de pulsars aussi vieux que la galaxie elle-même.
Sources: AAS, UCSC
