Des découvertes fascinantes émergent des profondeurs de la Voie lactée, révélant des mystères à peine dévoilés. Une étoile à neutrons, capable de tourner 716 fois par seconde, défie notre compréhension de l’univers. Une recherche récente promet d’éclairer davantage notre connaissance de ces objets célestes extrêmes.
La Voie lactée cache encore de nombreux secrets sur l’Univers. Et l’humanité, bien qu’elle possède certaines informations, réalise qu’elle ne sait rien ou presque rien. Par exemple, elle ignorait l’existence d’une petite étoile à neutrons capable de tourner sur son axe 716 fois par seconde !
4U 1820-30 tourne à 716 fois par seconde
Des chercheurs de la DTU (Université Technique du Danemark) ont réussi à découvrir un autre secret bien gardé. En utilisant un télescope spatial à rayons X monté sur la Station Spatiale Internationale, ils ont mis en évidence un objet petit mais extrêmement massif et à rotation rapide : une étoile à neutrons, qui fait partie d’un système stellaire binaire à rayons X nommé 4U 1820-30. Ce système se trouve dans la constellation du Sagittaire, près du centre de notre Galaxie.
Nous étions en train d’étudier les éruptions thermonucléaires de ce système et avons observé des oscillations remarquables, suggérant qu’une étoile à neutrons tournait autour de son axe central à une vitesse incroyable de 716 fois par seconde.
Explique le Dr. Gaurava K. Jaisawal, chercheur senior à DTU Space, qui fait partie d’une équipe internationale de chercheurs derrière cette nouvelle découverte et qui est le premier auteur d’un article publié dans la célèbre revue The Astrophysical Journal.
Si de futures observations confirment ce fait, l’étoile à neutrons 4U 1820-30 sera l’un des objets de rotation les plus rapides jamais observés dans l’Univers, juste égalé par une autre étoile à neutrons appelée PSR J1748-2446.
Ajoute le spécialiste.
La 4U 1820-30 a été observée grâce au télescope à rayons X NICER de la NASA, qui est équipé de technologie de suivi des étoiles de DTU Space et monté à l’extérieur de la Station Spatiale Internationale.
Le système de caméra de suivi des étoiles garantit que l’instrument à rayons X pointe constamment dans la bonne direction et se concentre correctement sur les petites étoiles à neutrons éloignées de la Voie lactée.
Un phénomène très extrême et très éloigné
Une étoile à neutrons est le reste d’une grande étoile massive qui a explosé en supernova. Des milliers d’étoiles à neutrons sont connues et elles sont extrêmes à bien des égards.
Ce sont les objets les plus denses pouvant être observés dans le cosmos. L’étoile à neutrons en question mesure seulement 12 km de diamètre, mais elle a une masse 1,4 fois supérieure à celle du Soleil.
Elle se situe à 26.000 années-lumière de la Terre. En comparaison, la distance à l’étoile la plus proche, nommée Proxima Centauri, est d’environ 4,3 années-lumière. Cela signifie que la lumière de Proxima Centauri met 4,3 ans pour atteindre la Terre, tandis que la lumière de l’étoile à neutrons met 26.000 ans avant que nous puissions l’observer depuis la Terre.
L’étoile à neutrons fait partie d’un système stellaire binaire à rayons X. Ce système est constitué de deux étoiles qui s’orbitalisent mutuellement. Ce qui est également particulier dans le système 4U 1820-30, c’est que l’étoile compagne est une naine blanche d’une taille similaire à celle de la Terre. On sait qu’elle orbite autour de l’étoile à neutrons toutes les 11 minutes, ce qui en fait le système avec la période orbitale la plus courte connue.
Une éruption aussi puissante qu’une bombe atomique
En raison de sa gravité intense, l’étoile à neutrons extrait du matériel de son étoile compagne. Lorsque suffisamment de matériau s’accumule à sa surface, une violente explosion thermonucléaire se produit sur l’étoile à neutrons, semblable à une bombe atomique.
Lors de ces éruptions, l’étoile à neutrons devient jusqu’à 100.000 fois plus brillante que le Soleil, libérant une quantité immense d’énergie.
Nous sommes donc confrontés à des événements très extrêmes et, en les étudiant en détail, nous acquérons de nouvelles connaissances sur les cycles de vie des systèmes stellaires binaires et sur la formation d’éléments dans l’Univers.
Explique le professeur associé de DTU Space, Jerome Chenevez, qui a contribué à ce nouvel article scientifique.
L’étoile à neutrons a été observée avec le télescope à rayons X NICER de la NASA, qui est monté sur la Station Spatiale Internationale et équipé de technologie de suivi des étoiles de DTU Space.
Grâce aux observations effectuées avec le NICER entre 2017 et 2021, les chercheurs ont découvert 15 éruptions thermonucléaires de rayons X dans le système 4U 1820-30. C’est l’une de ces éruptions qui a révélé une signature connue sous le nom d’« oscillations d’éruptions thermonucléaires », se produisant à une fréquence de 716 Hz.
Ces oscillations correspondent à la fréquence de rotation de l’étoile à neutrons elle-même, ce qui signifie qu’elle tourne sur son axe à une vitesse record de 716 fois par seconde.