Une étoile à neutrons presque parfaitement ronde pourrait cacher de minuscules « montagnes » capables d'émettre continuellement des ondes gravitationnelles.
Une étoile à neutrons est le reste extrêmement dense de certaines étoiles après leur explosion. Une masse comparable à celle du Soleil se retrouve comprimée dans une sphère de quelques dizaines de kilomètres. Malgré leur nom, les « montagnes » étudiées ici ne ressemblent absolument pas à des reliefs terrestres.
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L'idée concerne surtout l'intérieur de l'astre. Une partie de la matière peut y former un superfluide, c'est-à-dire un liquide qui s'écoule sans la résistance habituelle. Ce fluide contient des tourbillons microscopiques liés à la rotation de l'étoile. Certains peuvent rester accrochés à la croûte solide.
Lorsque le superfluide et la croûte ne tournent pas exactement à la même vitesse, une force apparaît sur ces tourbillons. Elle porte le nom de force de Magnus, ou effet Magnus. Les chercheurs ont calculé qu'elle pouvait exercer une pression inégale sur la croûte et déformer très légèrement la répartition de la masse de l'étoile.
Une telle déformation compte parce qu'une étoile qui tourne sans être parfaitement symétrique peut produire des ondes gravitationnelles. Ces ondulations de l'espace-temps seraient émises en continu, contrairement aux signaux brefs provenant par exemple de la collision de deux étoiles à neutrons.
Effet Magnus sur un cylindre dans une soufflerie à fumées.
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Le modèle utilisé reste volontairement simplifié. Les chercheurs représentent l'étoile comme un cylindre infiniment long comprenant une région fluide, une fine couche externe et une croûte. Cette géométrie ne reproduit pas un véritable astre, mais elle permet d'isoler l'effet physique étudié et d'en estimer l'ampleur possible.
Les calculs indiquent que la force pourrait produire des déformations assez importantes pour être sensibles aux détecteurs actuels et futurs. Leur taille réelle serait cependant limitée par deux facteurs : la résistance de la croûte et la force avec laquelle les tourbillons restent accrochés à celle-ci.
La prochaine étape consiste à abandonner la géométrie cylindrique au profit de modèles stellaires plus réalistes. Il faudra notamment calculer la forme d'une étoile entière et mieux représenter sa croûte ainsi que l'accrochage des tourbillons avant d'estimer un signal directement comparable aux observations.