Un ressort qui lâche : trois soubresauts dans un pulsar jusque-là silencieux ✛
Le pulsar PSR J1637−4642 évoque un tambour à cliquet : il tourne à une vitesse vertigineuse et chaque sursaut d'émission radio est un clic qui marque le temps. Pendant neuf ans et demi, les astronomes ont écouté ce rythme avec le télescope de 64 mètres Murriyang, en Australie, sans entendre le moindre accroc. Le mécanisme semblait fonctionner à la perfection. Mais en 2020, le tambour a dérapé : la fréquence de rotation a bondi de 2,7 millionièmes. C'est comme si l'aiguille des secondes d'une horloge accélérait soudainement d'un dix-milliardième de seconde par an.
Trois ans plus tard, le tambour a cliqué à nouveau, mais 1200 fois plus faiblement. Encore 2,7 ans après, un troisième clic, d'intensité intermédiaire. Trois soubresauts en cinq ans, c'est rare pour un pulsar que l'on pensait « tranquille ». Le glitch le plus puissant a permis de sonder l'intérieur de l'étoile : après le saut, la fréquence a commencé à revenir à sa valeur initiale, mais seule une petite partie est revenue — 1,5 % du saut — sur un temps caractéristique d'environ 100 jours. C'est comme si un ressort, libéré de son cran, ne se détendait pas immédiatement mais rampait lentement vers sa position initiale.
Le modèle de fluage des vortex, où les vortex du superfluide sont ancrés sur les noyaux du réseau de la croûte interne, explique cette relaxation. L'ajustement donne la fraction de moment d'inertie superfluide : 1,87 % du moment d'inertie total de l'étoile. Cette valeur se situe dans la plage attendue pour les neutrons superfluides de la croûte interne. Auparavant, une telle estimation n'existait pas pour ce pulsar, tout simplement parce qu'il n'avait jamais produit de glitch.
Avant ces travaux, on pensait que PSR J1637−4642 ne produisait pas de glitch, malgré sa jeunesse (environ 41 000 ans) et sa haute énergie. On sait maintenant qu'il accumulait des contraintes, comme un ressort sous tension, et qu'il les a relâchées. Il n'y a pas d'application technique directe à cette découverte — c'est de la connaissance pure sur la structure interne des étoiles à neutrons. Mais chaque glitch est une fenêtre sur l'hydrodynamique quantique de la matière hyperdense, impossible à reproduire en laboratoire.
Si l'on continue d'observer ce pulsar, on pourra accumuler davantage de glitches et vérifier si leur distribution en taille suit une loi de puissance, comme chez d'autres pulsars jeunes. Le tambour continue de tourner, et chaque nouveau clic est une chance d'entendre comment il est fait.
Le glitch le plus faible de ce pulsar a modifié la fréquence de rotation de seulement 14 nanohertz — c'est comme si l'aiguille des secondes d'une horloge accélérait d'un dix-milliardième de seconde par an.