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le décorles pulsars radiola chronométrie et ses applicationsla gravitationconclusion
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le décorles pulsars radiola chronométrie et ses applicationsla gravitationconclusion
Notre galaxie
La galaxie M82
Des milliards de galaxies...
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le décorles pulsars radiola chronométrie et ses applicationsla gravitationconclusion
http://lanturluland.free.fr/
1967...
Enregistrement d'un pulsar en novembre 1967
Jocelyn Bell à Cambridge
Sous la responsabilité de son directeur de thèse, Anthony Hewish,la jeune étudiante Jocelyn Bell étudie la scintillation des sourcesextragalactiques et découvre...
les pulsars!
Mort d'une grosse étoile......naissance d'une étoile à neutrons !
Une étoile massive (~10 soleils)explose violemment à la fin de sa vie,
c'est le phénomène de SUPERNOVAdont le résidu est une étoile à neutrons.
avec un champ magnétique,l'étoile à neutrons émet deux faisceaux radio...
comme un phare au bord de la mer !
1934 : Baade et Zwicky proposent que ce soit l'explosionde grosses étoiles qui produisent le phénomène de supernovae,le résidu serait alors une ''étoile à neutrons'', le neutron vient d'être découvert
1967 : Pacini établit qu'une étoile à neutrons en rotationavec un champ magnétique produirait suffisammentd'energie pour ''éclairer'' la nébuleuse d'après supernovae
1967 : Bell et Hewish découvrent des sources radio dontils reçoivent des impulsions rapides et régulières
pulsations d'étoiles naines ?1968 : Pacini et Gold font le lien entre l'étoile à neutron,
le champ magnétique et l'observation d'un faisceau radio en rotation.
Historique
Les pulsars dans la Galaxie
Galaxie M51
Les pulsars dans la Galaxie
Distribution des périodes de pulsars
?
Diagramme période-dérivée de la période
?
Recyclage d'un pulsar
''naissance''''vie''
''mort''
recyclage
diagramme période-dérivée de la période(ou diagramme ''Hertzsprung-Russell'' des pulsars)
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le décorles pulsars radiola chronométrie et ses applicationsla physiqueconclusion
le Grand Radiotélescope de Nançay
4ème plus grand instrument au mondeéquivalent à une parabole de 100m
Chronométrie des pulsars
Chronométrer, c'est mesurer les temps d'arrivéedes impulsions radio reçues sur Terre.Il faut pour cela de grands instruments tels que...
heure de départde l'observation
temps d'arrivée
mesure
En principe, c'est simple...
Dispersion introduite par la composante ioniséedu Milieu Interstellaire
Observation du pulsar PSR B1713+07 avec le NBPP(96 canaux de 1.5MHz entre 1288 et 1432MHz)
Associée à la scintillation,la dispersion provoque des effets systématiques
sur les temps d'arrivée...
Scintillation lors d'une observation du pulsar milliseconde PSR 1937+2116x4=64MHz 56x30s=28mins
Les instruments dechronométrie des pulsarsà Nançay
Chronométrer nécessite une horloge précise de référence
et une instrumentation spéciale
pour intégrer le signal
NBPP 1998-2003
BON 2004-...
DDS 1988-...
dédisperseur PULSAR cohérentBON (Berkeley-Orléans-Nançay)
installé à Nançay
Le calculateur spécialisédu dédisperseur numérique
1 poste maitre bi-processeur Athlon1.2GHz, 2Go de mémoire
77 noeuds bi-processeur Athlon 1.2GHz,1 Go de mémoire, 10G disque
réseau Gigabit (bande passante 32GBs)switch Cisco 6009
système d'exploitationLinux, kernel 2.4.2 ''optimisé''
Première détection d'un glitch sur un pulsar recyclé millisecondeCognard & Backer, ApJ 612, L125 (2004)
Analyser les temps d'arrivées,c'est inspecter les résidus de temps d'arrivée
Les résidus sont les différences entredes temps d'arrivée mesurés à un radiotélescope etdes temps d'arrivée calculés à partir de paramètres de pulsar
et des lois de la physique
Glitch mars 2001
Stabilité à long termedes échelles de temps
ma montre se décaled'une seconde par jour...sa stabilité est de
1 / 24x60x60 ~ 10-5
les pulsars ''sont''/''peuvent être''les meilleures horlogesà long terme
Pourquoi étudierles pulsars millisecondes?(... ou pourquoi mesurer les temps d'arrivée
de leurs impulsions radio pendant des décennies)
Fond d'ondes gravitationnelles
Structures du milieu interstellaire
Théories de la Gravitation
Amas globulaires / Potentiel gravitationnel de la Galaxie
Dynamique du Système solaire
Stabilité à long terme des échelles de temps
Astrométrie et repères célestes
Planètes extra-solaires
Physique des pulsars
300 000 years10-32 seconde
fond d'ondeselectromagnétiques (3K radio)
fond d'ondesgravitationnelles
inflationaccélération - décelérationcordes cosmiques vibrantes
émissiond'ondes gravitationnelles
Þ
Fond d'ondes gravitationnelles d'origine cosmologique
Terre
Pulsar
Détection d'ondes gravitationnellespar chronométrie des pulsars
Espace-tempsdéformé parl'ondegravitationnelle
Détecter un fond d'ondes gravitationnelles,c'est chercher un bruit de temps d'arrivée corrélé entre plusieurs pulsars
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Le mouvement orbital est décrit par5 paramètres Képleriens :
demi-grand axe projeté a.sin(i)ellipticité epériode orbitale Porbangle du périastre wdate du périastre Tpa
les masses des deux étoiles ne sont pas accessibles !
Système doubled'étoiles à neutrons,
dont un pulsar.
Grâce à la stabilité de rotation exceptionnelle des étoiles à neutrons,et à l'intensité des champs gravitationels,
il est possible de détecter les effets relativistes,ce sont ...
les paramètres post-Képleriens :avance du périastre d /w dtdiminution de la période orbitale dP/dtretard Shapiro r, sdécalage gravitationnel g
Comme, dans le système binaire, il reste les deux masses à déterminer,alors
toute mesure de 3, ou plus, paramètres post-Képlerienspermet de tester les théories de la Gravitation.
En Relativité Générale, les 5 paramètres post-Képleriensles plus importants s'expriment selon :
diminution de la période orbitale
observé surle pulsar PSR B1913+16
découvert en 1974Hulse &Taylor
Prix Nobel de Physique 1993
retard Shapiro observé sur le pulsar PSR J1909-3744
similaire à :
Décembre 2003un système double d'étoile à neutrons est découvert : PSR J0737-3039A
Deux étoiles à neutrons visibles comme pulsars0737-3039A 22.7ms0737-3039B 2.77spériode orbitale 2.4hexcentricité non nulle (0.088)vu par la tranche (i=88.7°)
4 paramètres post-Képleriens en 6 moisdérivée de , w dérivée de Pb, shapiro r, s
Impulsions individuelles
0737-3039B est visiblesur une partie de l'orbiteseulemententre 195 et 230°
et on voit 0737-3039Adans le fond
30 secondes d'éclipse du pulsar A par la magnétosphère de BKaspi et al. ApJ 613 (2004) L137
Ici, par exemple, on choisit la Relativité Généraleet on regarde les contraintessur les masses apportées partoutes les mesuresde paramètres post-Képleriens.C'est cohérent et on obtient :M
A=1.338(1) M
B=1.249(1)M
o
Dans toute théorie de la Gravitation, les paramètres post-Képleriensproduisent des contraintes sur les masses du systèmequi doivent etre cohérentes et s'intercepter en un point.
Tests des théories de la gravitation
Formalisme regroupant toutesles théories de la Gravitation
ou chaque point (b'b'')est une théorie différente
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Les pulsars binaires, restes de l'explosiondes plus grosses étoiles
permettent les tests les plus performants des différentes théoriesde la Gravitation existantes.
La Relativité Générale d'Einstein s'en sort bien pour l'instant!
Ismaël Cognard [email protected]://lpce.cnrs-orleans.fr/~icognard/
Les mesures de temps d'arrivéesont effectuées avec
les plus grands radiotélescopes du monde
