Un record impossible à battre faute d'élan suffisant ✛

C'est comme un record en sprint : pour le battre, il faut un élan parfait. Mais pour les pulsars submillisecondes, l'élan est trop court. Le pulsar le plus rapide connu, PSR J1748-2446ad, effectue 716 tours par seconde, plus vite qu'un blender de cuisine. S'il avait la taille de la Terre, un point à son équateur se déplacerait à environ 0,24 fois la vitesse de la lumière. Mais pourquoi aucun pulsar ne tourne-t-il encore plus vite ? La physique ne l'interdit pas : une étoile à neutrons peut supporter une vitesse plus grande. L'interdiction vient de l'astrophysique, de la manière dont les pulsars sont accélérés.

Une étoile à neutrons naît lente et devient rapide lorsque une étoile voisine lui transfère de la matière (accrétion). Chaque gramme qui tombe ajoute du moment cinétique, comme un patineur qui ramène ses bras vers son corps. Pour atteindre une période de 1 milliseconde, l'étoile doit accumuler au moins 0,25 masse solaire. C'est une énorme quantité : avec une efficacité d'accrétion typique de 20 à 30 %, cela signifie que l'étoile donneuse doit céder une masse de 2 à 4 masses solaires. Mais ces étoiles massives vivent peu de temps et transfèrent leur matière trop rapidement, comme si vous essayiez de remplir un verre avec un tuyau d'incendie : la majeure partie se répand à côté. En conséquence, l'accélération n'atteint pas le seuil submilliseconde.

Mais peut-être que les pulsars submillisecondes existent et que nous ne les voyons tout simplement pas ? Les auteurs ont vérifié cela aussi. Ils ont inséré 40 000 pulsars submillisecondes artificiels dans les données réelles du télescope MeerKAT et les ont soumis aux programmes de recherche standard. Il s'avère qu'aux courtes périodes, la sensibilité diminue effectivement à cause de la diffusion des ondes radio dans le milieu interstellaire. Mais les pulsars brillants avec un signal fort n'auraient pas pu être manqués. La statistique des périodes observées montre que la probabilité de trouver un pulsar avec une période inférieure à 1 ms est pratiquement nulle.

Ainsi, le record n'est pas battu parce que les juges regardent mal, mais parce que l'élan est trop court. Les pulsars submillisecondes ne sont pas interdits par la physique, mais leur formation est supprimée par des contraintes astrophysiques. Cela déplace l'attention de la recherche de limites exotiques vers des aspects plus terre-à-terre de l'évolution stellaire. Les futures observatoires d'ondes gravitationnelles, comme Einstein Telescope et Cosmic Explorer, pourront vérifier si le rayonnement gravitationnel limite la rotation à la limite d'environ 716 Hz. En attendant, le pulsar le plus rapide reste le détenteur du record, et son record ne sera peut-être jamais battu.