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Étoile à neutrons et émission radio des pulsars

Une étoile à neutrons, ou pulsar, a environ la masse du Soleil mais est confinée à l'intérieur d'une sphère de 10 kilomètres de rayon seulement, 70 000 fois plus petit que le rayon du Soleil, conduisant à un objet extraordinairement dense : la masse volumique au cœur d'une étoile à neutrons dépasse 100 millions de tonnes par centimètre cube (1014 g . cm–3) et le champ gravitationnel qui règne à l'intérieur est si intense que les électrons, protons et neutrons des atomes ordinaires sont comprimés en un superfluide de neutrons. Dans un tel état de la matière, la force qui domine à l'échelle infime des distances atomiques n'est plus la force nucléaire mais la force gravitationnelle.

Une étoile à neutrons, et donc un pulsar, se forme lors d'une supernova, phase finale spectaculaire de la vie d'une étoile dont la masse initiale est au moins 8 fois celle du Soleil. Quand le combustible nucléaire d'une étoile aussi massive est épuisé, la pression de radiation de son cœur chaud ne peut plus équilibrer la pression gravitationnelle. Il s'ensuit un effondrement brutal du cœur produisant une étoile à neutrons d'une masse solaire environ et une violente explosion éjectant l'enveloppe restante de l'étoile. L'expansion de cette enveloppe forme une nébuleuse à la structure filamentaire spectaculaire, comme la nébuleuse du Crabe. Lors de cet événement, la conservation de l'énergie cinétique de rotation et de l'énergie magnétique de l'objet initial conduit à une étoile à neutrons en rotation très rapide avec un champ magnétique très intense en forme de dipôle dont l'axe Nord-Sud n'est pas nécessairement aligné avec l'axe de rotation. On a mesuré les vitesses de rotation des 600 pulsars connus au milieu des années 1990 : ils font un tour sur eux-mêmes en une durée comprise entre 0,001 5 et 4 secondes ; autrement dit, ils tournent entre 640 tours par seconde et un quart de tour par seconde, du plus rapide au plus lent. L'intensité du champ magnétique est de l'ordre d'un milliard de teslas pour les pu [...]

Nébuleuse du Crabe, 2

Nébuleuse du Crabe, 2

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La nébuleuse du Crabe (M1, NGC 1952), reste d'une supernova ayant explosé en 1054, contient en son sein un pulsar en rotation très rapide (période de 33 millisecondes). La structure de ce reste, ici observé par le télescope spatial Hubble, présente de nombreux filaments, dont la masse... 

Crédits : NASA/ ESA/ JPL/ Arizona State University

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Pulsar : intensité des impulsions

Pulsar : intensité des impulsions

Diaporama

Un pulsar est une étoile à neutrons. Celle-ci tourne très rapidement sur elle-même, son champ magnétique est très élevé et a un axe qui n'est en général pas aligné avec l'axe de rotation (a). Le cône creux, s'il est dans la direction du système solaire, balaie la Terre à chaque... 

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Nébuleuse du Crabe, 2

Nébuleuse du Crabe, 2
Crédits : NASA/ ESA/ JPL/ Arizona State University

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Pulsar : intensité des impulsions

Pulsar : intensité des impulsions
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Pulsar : impulsion à une, deux ou trois cornes

Pulsar : impulsion à une, deux ou trois cornes
Crédits : Encyclopædia Universalis France

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Étoile à neutrons : structure interne

Étoile à neutrons : structure interne
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Pour citer l’article

Jean-François LESTRADE, « PULSARS », Encyclopædia Universalis [en ligne], consulté le 11 août 2020. URL : http://www.universalis.fr/encyclopedie/pulsars/