Les pulsars sont des étoiles à neutrons en rotation rapide et parfois ils augmentent brusquement leur taux de rotation. Ce changement soudain de vitesse de rotation s'appelle un "problème" et je faisais partie d'une équipe qui a enregistré un événement dans le Vela Pulsar, avec les résultats publiés aujourd'hui dans Nature.

Environ 5-6% des pulsars sont connus pour glitch. Le pulsar Vela est peut-être le plus célèbre - un objet très austral qui tourne environ 11,2 fois par seconde et a été découvert par des scientifiques en Australie en 1968.

Il est 1, à 000 années-lumière, sa supernova s'est produite vers 11, Il y a 000 ans et environ une fois tous les trois ans, ce pulsar accélère soudainement en rotation.

Ces bugs sont imprévisibles, et aucun n'a jamais été observé avec un radiotélescope assez grand pour voir des impulsions individuelles.

Pour comprendre ce que peut être le bug, nous devons d'abord comprendre ce qui fait un pulsar.

Étoiles qui s'effondrent

A la fin de la vie d'une star typique, une des trois choses peut arriver.

Une petite étoile, semblable à la taille de notre Soleil, va juste expirer tranquillement comme un feu qui s'éteint.

Si l'étoile est suffisamment grande, une supernova se produira. Après cette explosion massive, les restes s'effondreront. Si l'objet est suffisamment grand, sa vitesse d'échappement sera supérieure à la vitesse de la lumière, et un trou noir se formera.

Mais si nous avons une étoile de la taille d'une boucle d'or qui est assez grande pour devenir une supernova, mais assez petit pour ne pas être un trou noir, nous obtenons une étoile à neutrons.

La gravité est si forte que les électrons en orbite autour de l'atome sont forcés dans le noyau. Ils se combinent avec les protons du noyau pour former des neutrons.

On estime que ces objets ont une masse d'environ 1,4 fois la masse de notre Soleil, et un diamètre de 20 km. La densité est telle qu'une tasse de ce matériau pèserait autant que le mont Everest.

Ils tournent également assez rapidement (et ralentissent très progressivement au fil du temps) tout en ayant un champ magnétique massif, trois mille milliards de fois celui de la Terre. Un rayonnement électromagnétique est émis par les deux extrémités de cet énorme aimant rotatif.

Maintenant, si l'un des pôles de cet aimant en rotation passe devant la Terre, nous voyons un bref "flash" dans les ondes radio (et d'autres fréquences aussi) une fois chaque rotation. C'est ce qu'on appelle un pulsar.

La chasse au 'glitch'

En 2014, j'ai commencé une campagne d'observation sérieuse avec le radiotélescope de 26 m de l'Université de Tasmanie, à l'observatoire de Mount Pleasant, dans le but d'attraper le glitch de Vela Pulsar en direct.

J'ai collecté des données à raison de 640 Mo pour chaque fichier de 10 secondes, pendant 19 heures par jour, presque tous les jours pendant près de quatre ans. Cela a entraîné la collecte de plus de 3 Po de données (1 pétaoctet équivaut à un million de gigaoctets), traitées et analysées.

Le 12 décembre, 2016, vers 21h36 du soir, mon téléphone sonne avec un message texte m'indiquant que Vela avait un problème. Le processus automatisé que j'avais mis en place n'était pas totalement fiable - les interférences radioélectriques (RFI) étaient connues pour le déclencher par erreur.

Alors je me suis connecté avec scepticisme, et refait le test. C'était authentique ! L'excitation était incroyable et je suis resté éveillé toute la nuit à analyser les données.

Ce qui a fait surface était assez surprenant et pas ce à quoi on s'attendait. Juste au moment où le bug s'est produit, le pulsar a raté un battement. Il n'a pas pulsé.

Le pouls avant ce "nul" était large et étrange. Rien de ce que j'avais jamais vu ou entendu auparavant.

Les deux impulsions suivantes se sont avérées n'avoir aucune polarisation linéaire, ce qui était également du jamais vu pour Vela. Cela signifiait que le pépin avait affecté l'aimant puissant qui entraîne l'émission provenant du pulsar.

Après le nul, un train de 21 impulsions est arrivé tôt et la variation de leur timing était beaucoup plus petite que la normale - également très étrange.

Le bug expliqué, sorte de

Alors, qu'est-ce qui cause les problèmes ? L'hypothèse la mieux étayée est que l'étoile à neutrons a une croûte dure et un noyau superfluide. La croûte extérieure est ce qui ralentit, tandis que le noyau superfluide tourne séparément et ne ralentit pas.

C'est une explication très simplifiée. Ce qui se passe réellement est assez complexe et implique des vortex superfluides microscopiques qui se détachent du réseau de la croûte.

Après environ trois ans, la différence de rotation entre le noyau et la croûte devient trop importante et le noyau "agrippe" la croûte et l'accélère. Les données semblent montrer qu'il a fallu environ cinq secondes pour que cette accélération se produise. C'est à l'extrémité la plus rapide de l'échelle que les théoriciens avaient prédit.

Toutes ces informations et d'autres pourraient nous aider à comprendre ce qu'on appelle l'« équation d'état » – comment la matière se comporte à différentes températures et pressions – dans un laboratoire que nous ne pouvons tout simplement pas créer ici sur Terre.

Cela nous donne aussi, pour la première fois, un aperçu du fonctionnement interne d'une étoile à neutrons.

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. Lire l'article original.