Les pulsars sont des aimants magnétiques géants d’après des physiciens

Les pulsars sont des aimants magnétiques géants d’après des physiciens

Les pulsars sont des aimants magnétiques géants d’après des physiciens 300 300 Sébastien BAGES

Les Pulsars sont parmi les choses les plus exotiques de l’Univers. Ces objets sont des étoiles à neutrons en rotation émettant des radiations de leurs pôles magnétiques. Cela ressemble à des impulsions parce que l’axe magnétique n’est pas aligné avec l’axe de rotation, de sorte que le pôle est dans et hors de l’étoile à neutrons en rotation.


Mais les pulsars sont aussi des puzzles. Le point de vue conventionnel est que leur champ magnétique résulte du mouvement de particules chargées lorsqu’elles tournent. Ces particules chargées doivent se comporter comme un superfluide et devrait donc finir par être aligné avec l’axe de rotation. Ce n’est clairement pas le cas.

Qui plus est, ces sortes de courants superfluides sont théoriquement très instable, générant des champs magnétiques vacillant. Mais les pulsars sont bien connus pour être étonnamment stable. Comment cela se fait-il ?

Un autre problème est de savoir comment les pulsars se retrouvent avec des champs magnétiques si forts. Le point de vue conventionnel est que le processus d’effondrement d’une supernova concentre en quelque sorte la matière de l’étoile d’origine. Toutefois, une étoile perd beaucoup de son matériel quand elle explose en supernova, emportant vraisemblablement une large partie de son champ magnétique aussi. Mais certains pulsars ont des champs aussi élevés que 10^12 Tesla, beaucoup plus que ce qui peut être expliqué par ce processus.

Aujourd’hui, Johan Hansson et Anna Ponga de l’Université de Technologie de Lulea en Suède suggèrent une façon intelligente de résoudre cette énigme. Ils soulignent qu’il y a une autre façon de déterminer la forme des champs magnétiques, autre que le mouvement de particules chargées. Cet autre déroulement est par l’alignement des champs magnétiques des composants du corps, à savoir comment se forment la ferromagnétique.

Leur suggestion est que lorsqu’une étoile à neutrons se forme, les moments magnétiques des neutrons sont alignés parce que c’est la configuration de plus basse énergie des forces nucléaires entre eux. Lorsque cet alignement a lieu, un puissant champ magnétique devient effectivement gelé sur place.

Il résulte des neutrons d’étoiles géantes des aimants permanents. Hansson et Ponga appellent cela des neutromagnets.


Un neutromagnet serait extrêmement stables, tout comme un ferromagnétique permanent. Le champ serait susceptible de s’aligner sur la surface d’origine de l’étoile, qui, bien que beaucoup plus faible, agit comme une graine, lors de la formation des nouveaux sols. De manière significative, cela ne doit pas être dans la même direction que l’axe de rotation.

Qui plus est, puisque toutes les étoiles à neutrons ont environ la même masse, Hansson et Ponga peuvent calculer la force maximale des champs qu’elles devraient générer. Ce nombre s’avère être d’environ 10^12 Tesla, exactement la valeur qui est observée dans les champs de force plus conséquents autour d’étoiles à neutrons.

Cela résout directement plusieurs des énigmes en suspens au sujet des pulsars d’une manière remarquablement simple.

La théorie est testable aussi. Elle prédit que les étoiles à neutrons ne peuvent pas avoir des champs magnétiques supérieurs à 10^12 Tesla. Ainsi, la découverte d’une étoile à neutrons avec un champ plus intense serait immédiatement invalidée.

Mais l’idée soulève aussi quelques questions. Non moins de savoir s’il est même possible pour des neutrons d’avoir des moments magnétiques d’alignement dans la façon dont Hansson et Ponga le suggèrent. Le principe d’exclusion de Pauli, à première vue, semble exclure la possibilité de neutrons étant alignés de cette façon.

Mais les expériences de laboratoire faites par les scientifiques expriment que les spins nucléaires peuvent devenir commandés, comme les ferromagnétiques. “Il faut se rappeler que la physique nucléaire à ses conditions extrêmes et des densités qui ne sont à priori pas connus, donc nous pourrions nous attendre à plusieurs propriétés inattendues (telles que le neutromagnetisme) qui pourraient s’appliquer”, disent-ils.

Hansson et Ponga sont les premiers à dire que leur idée est spéculative. Quoi qu’il en soit, elle a aussi une certaine élégance et la puissance explicative qu’ils dépeignent mérite d’être approfondie.


Crédit image : NASA

Via l’article original TechnologyReview, traduction par Sébastien B.

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Sébastien BAGES
About the author

Sébastien BAGES

Plus de trois années de travail passionné sur Civilisation 2.0 Actus, et fondateur de l'association Civilisation 2.0, je mets à contribution mon expertise de veille technique et scientifique, mon analyse de chef de projet, mon engouement pour la science et ses outils, et mon expérience dans le développement stratégique afin d'offrir à tous ce qui en résulte.

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