1. Densité extrêmement élevée et petite taille:
* Masse et rayon observés: Les pulsars ont des densités extrêmement élevées, comparables aux noyaux atomiques. Ceci est déduit de leurs masses mesurées (généralement 1,4 masses solaires) et le fait qu'ils sont incroyablement compacts, avec des rayons estimés à seulement 10-20 kilomètres.
* Modèle théorique: Les étoiles à neutrons sont prédites par des modèles théoriques d'évolution stellaire. Lorsque des étoiles massives épuisent leur combustible nucléaire, elles subissent une explosion de supernova. Le noyau, s'effondrer sous sa propre gravité, atteint des pressions et des densités incroyablement élevées, forçant les protons et les électrons à combiner et à former des neutrons. Cela crée un objet super dense, cohérent avec ce que nous observons dans les pulsars.
2. Pulsations rapides et régulières:
* timing précis: Les pulsars émettent des impulsions extrêmement régulières de rayonnement électromagnétique (ondes radio, rayons X, etc.) avec des périodes allant de la milliseconde à quelques secondes. Ce timing précis est une caractéristique déterminante des pulsars.
* Modèle d'étoile à neutrons rotatifs: L'explication la plus acceptée pour ces impulsions est que l'étoile à neutrons tourne rapidement, émettant un rayonnement à partir de ses pôles magnétiques. Au fur et à mesure que l'étoile tourne, ces faisceaux balayent l'espace, comme un faisceau de phare, provoquant les pulsations observées.
3. Fields magnétiques forts:
* rayonnement polarisé: Le rayonnement des pulsars est très polarisé, indiquant la présence de champs magnétiques extrêmement forts.
* rayonnement synchrotron: L'émission radio observée est probablement causée par le rayonnement synchrotron, un processus qui se produit lorsque les particules chargées en spirale autour des lignes de champ magnétique. La force du champ magnétique nécessaire pour produire une émission de synchrotron aux fréquences observées est cohérente avec les champs magnétiques théoriques des étoiles à neutrons.
4. Propriétés observées cohérentes avec les modèles d'étoiles à neutrons:
* Taux de refroidissement: Les taux de refroidissement observés des pulsars correspondent aux prédictions théoriques des étoiles à neutrons. Les températures élevées initiales de l'étoile neutronique nouvellement formée diminue progressivement avec le temps, car la chaleur est rayonnée.
* Glitches: Les pulsars présentent parfois des changements soudains et brefs dans leur taux de rotation, appelé pépins. Ces pépins sont cohérents avec l'idée que l'intérieur superfluide de l'étoile de neutrons interagit avec sa croûte solide, provoquant ces perturbations.
5. Observation directe de l'étoile à neutrons dans un pulsar:
* Nébule de crabe Pulsar: Le pulsar dans la nébuleuse de crabe, un resservant de supernova, a été directement observé. Ses propriétés, y compris sa masse, son rayon et sa force de champ magnétique, sont cohérentes avec les prédictions des étoiles à neutrons.
Conclusion:
La combinaison de preuves d'observation, de modèles théoriques et de la cohérence des propriétés avec des prédictions d'étoile à neutrons font un cas convaincant que les pulsars sont en effet des étoiles à neutrons. Bien que certains détails sur leur structure interne et leur comportement de champ magnétique soient toujours à l'étude, les preuves écrasantes soutiennent cette conclusion.
