Effet de traînage de l’espace-temps détecté dans le système pulsar-nain blanc

Le système binaire PSR J1141-6545 est composé d’un pulsar qui tourbillonne autour d’une naine blanche

Si un objet très massif, comme une planète ou une étoile, tourne, il entraîne littéralement l’espace-temps environnant avec lui. Il s’agit d’un phénomène prédit par la relativité générale d’Einstein, également connu sous le nom d' »effet de traînée » ou effet Lense-Thirring (des deux physiciens autrichiens Josef Lense et Hans Thirring qui, en 1918, ont été les premiers à dériver cet effet dans le cadre de la relativité générale).

Cet effet existe également sur Terre par rapport à sa proximité avec le Soleil, mais dans notre cas, il est extrêmement faible, à tel point qu’il est très difficile à mesurer depuis des années. L’effet est cependant plus prononcé avec des objets plus lourds et plus massifs, comme les naines blanches ou les étoiles à neutrons.
Et c’est précisément en étudiant un système binaire composé d’une naine blanche et d’un pulsar que les chercheurs ont trouvé la preuve directe de cet effet.

Les chercheurs, dirigés par Vivek Venkatraman Krishnan du Max-Planck-Institut für Radioastronomie, ont observé un pulsar caractérisé par une orbite étroite et rapide autour d’une naine blanche dont la masse est similaire à celle du Soleil.
Le pulsar fait un tour complet autour de cette naine blanche en moins de cinq heures, à une vitesse de plus d’un million de kilomètres à l’heure. Les deux corps sont très proches l’un de l’autre et ont un diamètre inférieur à celui du Soleil.

En mesurant le moment de l’arrivée des très courtes impulsions du pulsar vers la Terre, données trouvées sur une période de près de vingt ans, les chercheurs ont conclu que c’est l’effet Lense-Thirring qui provoque une sorte de dérive, lente et à long terme, de la façon dont le pulsar et la naine blanche orbitent l’un autour de l’autre.

C’est en fait le glissement du même espace-temps qui fait que l’orientation du pulsar change lentement tout en tournant autour de la naine blanche.
Cette nouvelle étude confirme entre autres une hypothèse, contenue dans d’autres études précédentes, selon laquelle la naine blanche de ce système binaire, appelée PSR J1141-6545, s’est formée avant le pulsar. Les systèmes binaires de ce type sont considérés comme assez rares.

Cette étude, entre autres, pourrait également être utile pour comprendre ce qu’il y a à l’intérieur d’une naine blanche : malgré des décennies de recherche, on ne sait pas encore comment la matière est disposée à l’intérieur de cet objet cosmique très étrange étant donné les conditions qui règnent en son sein, conditions de très forte gravité auxquelles la même matière est soumise et qui ne sont pas reproductibles en laboratoire.