Effet Shklovski - Définition

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Introduction

En astronomie, l'effet Shklovski est le nom donné à la variation de la période apparente d'un pulsar du simple fait de son déplacement dans l'espace, à l'image d'un effet Doppler-Fizeau qui voit la fréquence du son émis par une source varier quand celle-ci passe devant l'observateur. En pratique, la variation de la période du signal émis par un pulsar peut être interprétée comme étant due à une variation de vitesse de celui-ci, c'est-à-dire une accélération. Pour cette raison, le terme d'accélération séculaire est parfois utilisé en lieu et place d'effet Shklovsky, donnée en l'honneur de l'astronome russe I. S. Shklovsky qui l'a mis en évidence en 1970.

Calcul de l'effet Shklovski

L'effet Shklovski n'est rien d'autre que le calcul classique de l'effet Doppler en tenant compte du déplacement de la source d'un signal périodique. Il prédit que l'on mesure une variation apparente \dot P_S de la période P du signal émis par un pulsar donnée par

\frac{\dot P_S}{P} = \frac{v_\perp^2}{R c} ,

R est la distance du pulsar, c la vitesse de la lumière et v_\perp la norme de la composante de la vitesse perpendiculaire à la direction dans laquelle se trouve le pulsar.

Accélération des pulsars

La formule exacte de l'effet Shklovski est en réalité (voir démonstration ci-dessus)

\frac{\dot P}{P} = \frac{\ddot R}{c} ,

où intervient la dérivée seconde de la distance R au pulsar. Quand le pulsar ne se déplace pas le long de la ligne de visée, un mouvement rectiligne uniforme donne lieu à une dérivée seconde de la distance. Cependant, il est aussi possible que cette dérivée seconde soit non nulle si le pulsar accélère. Celle-ci peut du reste être explicitement être mise en évidence si le pulsar accélère vers l'observateur, auquel cas la quantité \dot P / P est négative, et ne peut correspondre à un ralentissement intrinsèque. Ceci se produit pour des pulsars situés dans des puits de potentiel marqués comme des amas globulaires, quand le pulsar est approximativement situé dans l'alignement de l'observateur et du centre du puits, et derrière celui-ci. Ces conditions sont réunies pour les deux pulsars PSR B2127+11A et PSR B2127+11D situés dans l'amas M15 qui présentent chacun un \dot P / P de l'ordre de -2,0×10-16 s-1.

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