Découverte d’un objet 10 millions de fois plus brillant que le Soleil qui défie les lois de la physique

Découverte d'un objet 10 millions de fois plus brillant que le Soleil qui défie les lois de la physique

Un objet 10 millions de fois plus brillant que le Soleil a été découvert à 12 millions d’années-lumière de la Terre, dépassant la limite de luminosité prédite par les théories astrophysiques. Voici ce que c’est.

Crédit : NASA/JPL–Caltech

Crédit : NASA/JPL–Caltech

Au cœur de l’espace lointain, à 12 millions d’années-lumière de la Terre, se trouve un objet si brillant qu’il défie les lois de la physique. Il s’agit d’une source ultralumineuse de rayons X ou ULX – acronyme de Ultraluminous X-ray source – appelée M82 X-2, qui provient de la Galaxie du Cigare (Messier 82). Sa luminosité est supérieure à 10 millions de fois celle du Soleil et, comme précisé, en raison de son intensité, elle dépasse le seuil prédit par une théorie astrophysique, la limite d’Eddington (du nom du physicien britannique Arthur Eddington). En termes simples, il s’agit de la limite naturelle de la luminosité qu’un corps sphérique devrait avoir, en fonction de sa masse. Les ULX sont si particuliers qu’ils dépassent cette limite même 100 à 500 fois, comme l’explique la NASA. Cela en fait des objets uniques et mystérieux.

La raison de cette limite vient du fait que, comme le précise l’Institut National de Physique et d’Astronomie (INAF), les particules lumineuses, ou photons, « exercent une petite poussée sur les objets qu’elles rencontrent ». « Si un objet cosmique comme un ULX émet suffisamment de lumière par mètre carré, la poussée vers l’extérieur des photons peut submerger l’attraction vers l’intérieur de la gravité de l’objet », souligne l’institut. C’est un détail fondamental pour les corps célestes comme les ULX ou les trous noirs qui émettent de la lumière, puisque la source de leur luminosité est précisément liée à la matière qui tourbillonne autour d’eux et finit par « avaler » en raison de la force d’attraction gravitationnelle. En termes simples, le frottement de ces particules – poussière et gaz – les réchauffe et les enflamme, déclenchant la réaction lumineuse. Le fait est qu’une fois la limite d’Eddington atteinte, la lumière de l’objet balayerait davantage de gaz et de poussière, empêchant efficacement l’augmentation de la luminosité. Pourtant, M82 X-2, qui est une étoile à neutrons, la dépasse et émet beaucoup plus de lumière qu’elle ne le devrait.

Cela a été confirmé par une équipe de recherche internationale dirigée par le scientifique italien Matteo Bachetti de l’INAF-Observatoire astronomique de Cagliari, qui a collaboré avec un grand groupe de collègues de diverses universités et instituts du monde entier. Il s’agit notamment de l’Observatoire européen austral (ESO), du Quasar Science Resources SL de l’Agence spatiale européenne (ESA), de l’Académie russe des sciences, de l’Université du Hertfordshire, de l’Université de Toulouse et bien d’autres, dont l’Observatoire astronomique de Nice. Les chercheurs, en utilisant les observations du télescope à rayons X Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR) de la NASA, ont calculé que M82 X-2 dévore chaque année environ neuf billions de milliards de tonnes de matière provenant d’une étoile proche, soit 1,5 fois la masse de La terre. À partir de ces données, les scientifiques peuvent estimer la luminosité d’ULX (qui est alimentée par le matériau arraché à l’autre étoile). Les données recueillies par Bachetti et ses collègues confirment qu’il dépasse largement la limite d’Eddington.

Il y a deux hypothèses sur cette luminosité extrême : la formation d’un cône de lumière dirigé vers la Terre dû aux vents violents, qui amplifierait anormalement la luminosité résultant faussement supérieure à la limite d’Eddington (en pratique, elle serait concentrée et non élargie) ; et l’interaction avec des champs magnétiques très intenses, capables d’étirer les atomes et d’empêcher les photons de les rejeter efficacement, amplifiant efficacement la luminosité. Mais ce sont des théories qui ne peuvent même pas être démontrées en laboratoire, étant donné que les champs magnétiques impliqués sont immensément plus forts que n’importe quel champ magnétique jamais créé sur Terre.

« Ces observations nous ont permis de voir les effets de ces champs magnétiques incroyablement puissants que nous ne pourrions jamais reproduire sur Terre avec la technologie actuelle », a déclaré le Dr Bachetti dans un communiqué de presse. « C’est la beauté de l’astronomie. » notre capacité à enquêter sur le fonctionnement de l’univers. D’un autre côté, nous ne pouvons pas vraiment mettre en place des expériences pour obtenir des réponses rapides ; nous devons attendre que l’univers nous révèle ses secrets », a-t-il déclaré. de la recherche « Orbital Decay in M82 X-2 » ont été publiés dans la revue scientifique The Astrophysical Journal.

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