Une découverte fascinante dans l’univers révèle une étoile à neutrons, 4U 1820-30, tournant à une vitesse incroyable de 716 rotations par seconde, illuminant le cosmos jusqu’à 100 000 fois plus que notre Soleil lors d’explosions thermonucléaires. Cette étude pourrait redéfinir notre compréhension des systèmes stellaires binaires.
A 26 000 années-lumière de la Terre, une étoile à neutrons (pulsar) a été découverte, tournant sur elle-même à la vitesse incroyable de 716 fois par seconde. Parfois, elle émet des explosions thermonucléaires si puissantes qu’elles brillent 100 000 fois plus que le Soleil.
Dans le cœur de l’espace profond, une étoile à neutrons exceptionnelle a été découverte, tournant à une fréquence impressionnante de 716 rotations par seconde. Cela en fait non seulement l’un des objets les plus rapides jamais découverts, mais également la pulsar à rayons X la plus rapide. Selon les astrophysiciens, la limite théorique pour la rotation des étoiles à neutrons est de 730 rotations par seconde; 4U 1820-30, nom codifié de cette découverte, est donc très proche de cette limite.
Rappelons que les étoiles à neutrons sont en fait des « étoiles mortes« , ce qui reste à la fin du cycle de vie d’étoiles ayant une masse de quelques dizaines de masses solaires. Lorsqu’elles explosent en supernova de type II, il reste un objet extrêmement dense et compact (d’un diamètre d’environ 20 kilomètres), caractérisé par un champ magnétique très puissant et une vitesse de rotation incroyable. Celles avec les champs magnétiques les plus puissants sont appelées magnetar, tandis que les pulsars émettent des faisceaux d’ondes radio depuis leurs pôles, pouvant être détectés à des intervalles réguliers. Certains émettent des rayons X à travers des explosions thermonucléaires très violentes; c’est en analysant ces explosions que les scientifiques ont découvert par accident la caractéristique inhabituelle et fascinante de 4U 1820-30.
Une équipe de recherche internationale dirigée par des scientifiques de l’Université technique du Danemark a mené l’étude, collaborant étroitement avec des collègues de divers instituts. Parmi eux, le Département d’Astronomie et de Sciences Spatiales de l’Université d’Istanbul, la Division des Sciences Astrophysiques et le Joint Space-Science Institute – Goddard Space Flight Center de la NASA, le Massachusetts Institute of Technology (communément connu sous le nom de MIT), et bien d’autres. Les chercheurs, coordonnés par le professeur Gaurava K. Jaisawal, membre de l’institut DTU Space de l’université danoise, ont tiré leurs conclusions en analysant 4U 1820-30 à l’aide du Neutron Star Interior Composition Explorer (NICER) de la NASA, un télescope à rayons X installé sur la Station Spatiale Internationale (ISS).
L’objet en question n’est pas une seule étoile, mais un système binaire, où une étoile à neutrons extrait continuellement du matériel de l’étoile voisine. Ce matériel s’accumule et chauffe à la surface, jusqu’à ce qu’il soit expulsé dans l’espace environnant par une explosion thermonucléaire très puissante. Entre 2017 et 2022, les scientifiques ont observé 15 de ces expulsions thermonucléaires, dont une a montré une oscillation cohérente à 716 Hz. Selon les scientifiques, cela ne peut signifier qu’une chose : la pulsar tourne à une fréquence de 716 rotations par seconde. C’est une valeur comparable à celle de PSR J1748-2446ad, qui est la pulsar radio la plus rapide connue des scientifiques, située à 18 000 années-lumière de la Terre dans le cœur de la constellation du Sagittaire. En revanche, 4U 1820-30 se trouve à 26 000 années-lumière, a un diamètre d’à peine 12 kilomètres mais une masse 1,4 fois supérieure à celle du Soleil. Grâce à l’étude des explosions thermonucléaires qui la caractérisent, les chercheurs ont pu déterminer son extrême vitesse de rotation.
“Lors de ces explosions, l’étoile à neutrons devient jusqu’à 100 000 fois plus lumineuse que le Soleil, libérant une immense quantité d’énergie. Ainsi, nous avons affaire à des événements très extrêmes et en les étudiant, nous obtenons de nouvelles idées sur les cycles de vie sortants des systèmes stellaires binaires et la formation des éléments dans l’univers”, a déclaré dans un communiqué de presse le co-auteur de l’étude Jerome Chenevez. Les détails de la recherche “A Comprehensive Study of Thermonuclear X-Ray Bursts from 4U 1820–30 with NICER: Accretion Disk Interactions and a Candidate Burst Oscillation” ont été publiés dans la revue scientifique The Astrophysical Journal.