Dans un événement céleste intriguant, une étoile à neutrons dense effondrée a été surprise en train de déchiqueter et de dévorer son compagnon stellaire pour devenir l’une des étoiles à neutrons les plus lourdes jamais repérées. L’étoile a une masse de 2,35 fois celle du Soleil et tourne à une vitesse de 707 tours par seconde. Cette découverte pourrait maintenant donner aux astronomes un aperçu de l’étrange état quantique de la matière à l’intérieur d’objets aussi denses. Ils pensent qu’avec une taille aussi massive, si l’étoile continue de croître, elle s’effondrera complètement et disparaîtra sous forme de trou noir.
L’observation a été réalisée à l’aide du télescope Keck I, long de 10 mètres, qui possède l’extrême sensibilité requise pour de telles tâches. L’équipe a utilisé le spectromètre imageur à basse résolution (LRIS) de l’observatoire Keck et a enregistré un spectre de lumière visible provenant de l’étoile compagnon incandescente qui a maintenant rétréci à la taille d’une grande planète gazeuse.
Les observations ont été rapportées dans une étude publiée dans .
“Nous savons à peu près comment la matière se comporte aux densités nucléaires, comme dans le noyau d’un atome d’uranium. Une étoile à neutrons est comme un noyau géant, mais lorsque vous avez une masse solaire et demie de cette matière, ce qui représente environ 500 000 masses terrestres de noyaux qui s’accrochent les uns aux autres, on ne sait pas du tout comment ils vont se comporter”, a déclaré Alex Filippenko, professeur distingué d’astronomie à l’Université de Californie à Berkeley.
Selon Roger W. Romani, professeur d’astrophysique à l’université de Stanford, les noyaux des étoiles à neutrons constituent la matière la plus dense connue dans l’univers après le trou noir. L’étoile à neutrons observée, qui est un pulsar appelé PSR J0952-0607, est l’objet le plus dense jamais repéré, a expliqué Romani.
Le pulsar a été découvert pour la première fois en 2017 et a été surnommé le pulsar “veuve noire” car il partage la tendance à manger son compagnon avec les araignées veuves noires femelles. Romani et Filippenko ont analysé le système de la veuve noire au cours des 10 dernières années et espèrent maintenant prédire dans quelle mesure de telles étoiles à neutrons peuvent gonfler.
“En combinant cette mesure avec celles de plusieurs autres veuves noires, nous montrons que les étoiles à neutrons doivent atteindre au moins cette masse, 2,35 plus ou moins 0,17 masses solaires. En retour, cela fournit certaines des contraintes les plus fortes sur la propriété de la matière à plusieurs fois la densité observée dans les noyaux atomiques. En effet, de nombreux modèles de physique de la matière dense, par ailleurs populaires, sont exclus par ce résultat”, a déclaré Romani.
Pour l’instant, les chercheurs ont fixé la limite de croissance des étoiles à neutrons à 2,3 masses solaires, mais ils insistent sur le fait qu’ils continueront à chercher des veuves noires et des étoiles à neutrons similaires qui sont sur le point de devenir un trou noir.
