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✨ Pulsar

Simulez un pulsar, une étoile à neutrons en rotation, avec rayonnement dipolaire magnétique. Observez les faisceaux d'émission balayer l'espace, le diagramme P-Ṗ, le profil d'impulsion et l'âge caractéristique. Contrôlez la période de rotation, le champ B et l'inclinaison.

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À propos de cette simulation

Ce simulateur représente un pulsar comme un dipôle magnétique en rotation selon le modèle classique du phare : deux faisceaux d'émission antipodaux sont fixés à une inclinaison α par rapport à l'axe de rotation et balaient l'espace une fois par période de rotation stellaire P. Vous enregistrez une impulsion uniquement lorsque l'angle instantané d'un faisceau se rapproche suffisamment de l'angle d'observateur choisi — la luminosité résultante est une fonction gaussienne de cette séparation angulaire, tracée comme une trace continue sur le canevas inférieur du profil d'impulsion. Indépendamment de l'animation, une formule JavaScript applique la loi de ralentissement du dipôle magnétique Ṗ = 32π²B²R⁶sin²α/(3c³IP) — en utilisant un rayon fixe de 10 km et un moment d'inertie de 10³⁸ kg·m² — pour dériver le taux de ralentissement, l'âge caractéristique τ = P/(2Ṗ) et la luminosité de ralentissement directement à partir des curseurs Période, champ B et Inclinaison.

Ce que ça montre

Une étoile à neutrons tournant avec une période P, projetant deux faisceaux de phare antipodaux décalés d'un angle d'inclinaison α par rapport à son axe de rotation. Le canevas inférieur trace l'intensité des impulsions dans le temps — un pic lumineux chaque fois que l'angle d'un faisceau balaie près de votre direction d'observateur choisie — accompagné d'un relevé en direct du ralentissement (Ṗ, âge caractéristique, luminosité de ralentissement, champ B) calculé à partir des curseurs.

Comment l'utiliser

Faites glisser la Période P (échelle logarithmique, 0,001–10 s) et le champ B (log₁₀ Gauss, 10⁸–10¹³ G) pour passer entre pulsars millisecondes et jeunes objets fortement magnétisés ; ajustez l'Inclinaison α et l'angle de l'Observateur pour changer le moment où les faisceaux balaient devant vous ; Pause/Lecture fige ou reprend la rotation.

Le saviez-vous ?

Le pulsar du Crabe, le noyau effondré laissé par la supernova de 1054 apr. J.-C., tourne avec une période de seulement 33 millisecondes et ralentit progressivement — exactement le type de ralentissement dipolaire magnétique que ce simulateur calcule — perdant environ 38 nanosecondes de période chaque jour.

Questions fréquentes

Qu'est-ce qui déclenche réellement une impulsion dans la trace d'intensité, et comment est-elle calculée ?

À chaque image, le code calcule la distance angulaire entre l'angle de l'observateur et chacun des deux angles de faisceau antipodaux (beamAngle1 = angle + α, beamAngle2 = beamAngle1 + π), prend la plus petite des deux distances, et la convertit en une valeur de luminosité avec une chute gaussienne : intensity = exp(-Δ²/0.05). Ce nombre unique est poussé dans un tampon circulaire de 300 échantillons à chaque image et redessiné comme la ligne de profil d'impulsion défilante sur le canevas inférieur — cela n'a rien à voir avec le dégradé du cône de faisceau dessiné sur le canevas principal, qui est purement une largeur de rendu fixe de 0,15 radian.

Qu'est-ce qui détermine le taux de ralentissement Ṗ et l'âge caractéristique τ ?

Une fonction JavaScript distincte, et non le code de dessin du canevas, calcule Ṗ = 32π²·B²R⁶sin²α / (3c³·I·P) en utilisant les curseurs Période, champ B et Inclinaison ainsi que trois constantes fixes intégrées au code : vitesse de la lumière c = 3×10⁸ m/s, rayon stellaire R = 10⁴ m (10 km), et moment d'inertie I = 10³⁸ kg·m². À partir de ce Ṗ, l'âge caractéristique est τ = P/(2Ṗ) et la luminosité de ralentissement est L = 4π²I·Ṗ/P³ — tous deux recalculés en direct à chaque image d'animation.

Changer l'angle d'inclinaison masque-t-il parfois les impulsions, comme pour un vrai pulsar ?

Pas dans ce modèle 2D simplifié. Les deux angles de faisceau sont calculés comme la phase de rotation toujours croissante de l'étoile plus un décalage constant (angle + α et angle + α + π), donc chaque rotation complète balaie un faisceau à travers les 360° indépendamment de la valeur d'α — l'inclinaison ne fait que déplacer le moment où, dans la rotation, un faisceau s'aligne avec votre angle d'observateur, elle ne supprime jamais l'intersection. La visibilité d'un vrai pulsar dépend plutôt d'une géométrie 3D du cône de faisceau, où certaines combinaisons inclinaison/ligne de visée ne se croisent jamais réellement ; ce simulateur échange cette subtilité géométrique contre une image de phare 2D claire.

Que représentent les six lignes courbes traversant l'étoile à neutrons ?

Ce sont une esquisse stylisée de lignes de champ dipolaire, pas un champ résolu : six courbes de Bézier sont redessinées à chaque image, chacune ancrée au centre de l'étoile et pivotée du même angle cumulatif qui pilote les faisceaux, espacées de 60° d'écart. Elles illustrent l'idée que les faisceaux d'émission sont liés à un axe magnétique en rotation, mais les formes des courbes elles-mêmes ne sont pas dérivées des équations de Maxwell ni d'une formule de champ dipolaire.

Pourquoi l'âge caractéristique est-il parfois affiché en kans, parfois en Mans ou Gans ?

Le simulateur calcule toujours τ = P/(2Ṗ) en secondes en interne, le convertit en années en divisant par 3,15×10⁷, puis choisit l'unité qui garde le nombre affiché lisible : gigaannées si τ dépasse 10⁹ ans, mégaannées s'il dépasse 10⁶ ans, et kiloannées sinon. Déplacer les curseurs de champ B ou de Période vers des champs plus faibles ou des périodes plus longues pousse τ vers le haut et peut faire basculer l'unité affichée de kans à Mans à Gans.

⚙ Sous le capot

Faites tourner une étoile à neutrons et inclinez son champ magnétique : déplacez les curseurs de période et de champ B et observez le faisceau radio balayer devant votre angle d'observateur comme un phare.

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