L'infime ralentissement de la course d'une naine blanche autour d'un pulsar, à 6500 années-lumière de la Terre, confirme une nouvelle fois la validité de la théorie d'Einstein.

Grâce à une batterie de télescopes, dont le VLT de l'ESO, John Antoniadis (Max-Planck-institut für Radioastronomie) et ses collègues viennent en effet d'observer une baisse de période orbitale de huit millionièmes de seconde par an entre un pulsar de 2 masses solaires et une naine blanche 12 fois moins massive, en parfait accord avec la théorie de la relativité générale, et ce dans un domaine d'énergie inexploré.

Tester la gravitation

Depuis la découverte de PSR B1913+16 en 1974, les astrophysiciens utilisent en effet les couples constitués d'un pulsar et d'une autre étoile (pulsar binaire) pour mettre la relativité générale sur le grill. « Cette théorie de la gravitation est très bien testée pour les champs gravitationnels modérés, dans le système solaire, mais nous avons de bonnes raisons de penser qu'elle doit être révisée lorsque le champ devient très fort » explique Thibault Damour (IHES), pionnier de l'utilisation des pulsars pour tester la relativité. Pour preuve, l'existence de « singularités » dans la théorie (au coeur des trous noirs, la relativité générale n'est plus pertinente), et son incompatibilité avec la mécanique quantique. Comme les pulsars concentrent des masses typiques d'une étoile dans des dimensions de quelques dizaines de kilomètres, leur champ gravitationnel est extrêmement fort. Et la façon dont évoluent les objets qui y sont en orbite donne de précieux renseignements aux astronomes...

Un pulsar record

Le pulsar utilisé par Antoniadis et ses collègues, PSR J0348+0432, est justement le plus massif découvert jusqu'ici. Surtout, sa compagne naine blanche lui tourne autour en seulement 2h28min ! Extrêmement serré, ce couple émet des ondes gravitationnelles qui, en lui faisant perdre de l'énergie, tend à le resserrer encore en réduisant un peu sa période orbitale. « Il existe des extensions de la relativité générale qui prédisent que l'énergie est perdue à un rythme différent. Mais cette fois encore, ce qui est vu est parfaitement en accord avec Einstein » explique Thibault Damour.

Une planète à naître ?

Dans 400 millions d'années, les deux astres tourneront en seulement 23 minutes l'un autour de l'autre. Ils seront alors si proches que la naine blanche se disloquera, aspirée par l'étoile à neutrons, en laissant peut-être derrière elle un petit résidu : une planète, semblable à celles que l'on observe autour de certains pulsars. Il est possible aussi que la masse ajoutée à l'étoile à neutrons ne la fasse franchir la limite au-delà de laquelle elle commencera à s'effondrer sous sa propre masse, devenant alors un trou noir.