Les données d'observation de neuf pulsars, dont le pulsar Crab, suggèrent que ces étoiles à neutrons à rotation rapide émettent l'équivalent électromagnétique d'un boom sonique, et un modèle créé pour comprendre ce phénomène montre que la source des émissions pourrait voyager plus vite que la vitesse de la lumière . Les chercheurs disent que comme les courants de polarisation dans ces émissions sont tournés autour d'un mécanisme semblable à un synchrotron, les sources pourraient parcourir jusqu'à six fois la vitesse de la lumière, soit 1,8 million de kilomètres par seconde. Cependant, bien que la source du rayonnement dépasse la vitesse de la lumière, le rayonnement émis se déplace à une vitesse de lumière normale une fois qu'il quitte la source. "Ce n'est pas de la science-fiction, et aucune loi de la physique n'a été enfreinte dans ce modèle", a déclaré John Singleton du Los Alamos National Laboratory lors d'un point de presse lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Washington, DC. "Et la théorie d'Einstein de la relativité restreinte n'est pas violée."
Ce modèle, appelé modèle supraluminique des pulsars, a été décrit par Singleton et son collègue Andrea Schmidt comme résolvant de nombreux problèmes sans réponse concernant les pulsars. "Nous pouvons expliquer un certain nombre de probabilités avec ce modèle", a déclaré Singleton, "et il y a une énorme quantité des données d'observation disponibles, il y aura donc de nombreuses occasions de le vérifier. "
Les pulsars émettent des ondes radio étonnamment régulières et courtes. Dans les émissions des impulsions, les courants de polarisation circulants se déplacent sur une orbite circulaire, et son rayonnement émis est analogue à celui des installations de synchrotron électronique utilisées pour produire un rayonnement de l'infrarouge lointain aux rayons X pour des expériences en biologie et dans d'autres sujets. En d'autres termes, le pulsar est une source de rayonnement à très large bande.
Cependant, selon Singleton, le fait que la source se déplace plus rapidement que la vitesse de la lumière entraîne un flux qui oscille en fonction de la fréquence. "Malgré la grande vitesse du courant de polarisation lui-même, les petits déplacements des particules chargées qui le composent signifient que leurs vitesses restent plus lentes que la lumière", a-t-il déclaré.
Ces courants de polarisation supraluminiques sont des perturbations dans l’atmosphère plasmatique du pulsar dans lesquelles des particules de charges opposées sont déplacées par de petites quantités dans des directions opposées; ils sont induits par le champ magnétique tournant de l'étoile à neutrons. Cela crée l'équivalent électromagnétique d'une flèche sonique provenant de l'accélération d'un avion supersonique. Tout comme le «boom» peut être très fort loin de l'avion, les signaux analogues du pulsar restent intenses sur de très longues distances.
Dans les années 1980, le lauréat du prix Nobel Vitaly Ginzburg et ses collègues ont montré que des courants de polarisation plus rapides que la lumière agiraient comme sources de rayonnement électromagnétique. Depuis lors, la théorie a été développée par Houshang Ardavan de l'Université de Cambridge, Royaume-Uni, et plusieurs démonstrations au sol du principe ont été effectuées au Royaume-Uni, en Russie et aux États-Unis. Jusqu'à présent, les expériences au sol ont démontré que les courants de polarisation se déplaçant jusqu'à six fois la vitesse de la lumière émettaient des rafales de rayonnement étroitement focalisées.
Bien que la présentation hautement technique de Singleton et Schmidt ait certes été au-dessus des têtes de nombreuses personnes présentes (et regardant en ligne), les chercheurs de LANL ont déclaré que le modèle supraluminique correspond aux données du pulsar du crabe et de huit autres pulsars, couvrant les fréquences électromagnétiques de la radio aux rayons X. Dans chaque cas, le modèle supraluminique représentait l'ensemble des données sur 16 ordres de grandeur de fréquence avec essentiellement seulement deux paramètres ajustables. Contrairement aux tentatives précédentes, où plusieurs modèles disparates ont été utilisés pour s'adapter à de petites gammes de fréquences de spectres de pulsars, Schmidt a déclaré qu’un seul processus d’émission peut représenter l’ensemble du spectre des pulsars.
"Nous pensons que nous pouvons expliquer toutes les données d'observation en utilisant cette méthode", a déclaré Singleton.
Lorsqu'on lui a demandé, Singleton a déclaré avoir reçu des réactions hostiles à leur modèle de la part de la communauté des pulsars, mais que de nombreuses autres ont été "éliminées charitablement parce que cela explique beaucoup de leurs données".
Légende de l'image principale: impression de l'artiste d'un pulsar à rayons X anormal. Crédit: ESA
Documents: Singleton et al ,, Ardavan, et al, Ardavan, et al
Sources: conférence de presse AAS, LANL,
