L’étoile à neutrons la plus lourde jamais enregistrée fait 2,35 fois la masse du soleil

Une étoile à neutrons à rotation rapide au sud de la constellation du Lion est la plus massive du genre jamais vue, selon de nouvelles observations.

L’étoile effondrée record, nommée PSR J0952-0607, pèse environ 2,35 fois plus que le soleil, les chercheurs rapportent le 11 juillet sur arXiv.org. “C’est l’étoile à neutrons la plus lourde et bien mesurée qui ait été découverte à ce jour”, déclare le co-auteur de l’étude, Roger Romani, astrophysicien à l’Université de Stanford.

Le précédent détenteur du record était une étoile à neutrons dans la constellation nord de Camelopardalis nommée PSR J0740 + 6620, qui a fait pencher la balance à environ 2,08 fois plus massive que le soleil. Si une étoile à neutrons devient trop massive, elle s’effondre sous son propre poids et devient un trou noir. Ces mesures d’étoiles à neutrons lourdes sont intéressantes car personne ne connaît la limite de masse exacte entre les étoiles à neutrons et les trous noirs.

Cette ligne de démarcation motive la quête pour trouver les étoiles à neutrons les plus massives et déterminer à quel point elles peuvent être massives, dit Romani. “Cela définit la frontière entre les choses visibles dans l’univers et les choses qui nous sont à jamais cachées à l’intérieur d’un trou noir”, dit-il. “Une étoile à neutrons qui est sur le point de devenir un trou noir – à peu près assez lourde pour s’effondrer – a en son centre le matériau le plus dense auquel nous puissions accéder dans tout l’univers visible.”

Le PSR J0952-0607 se trouve dans la constellation des Sextans, juste au sud du Lion. Il réside à 20 000 années-lumière de la Terre, bien au-dessus du plan de la galaxie dans le halo de la Voie lactée. L’étoile à neutrons émet une impulsion d’ondes radio vers nous chaque fois qu’elle tourne, de sorte que les astronomes classent également l’objet comme un pulsar. Signalé pour la première fois en 2017, ce pulsar tourne toutes les 1,41 millisecondesplus rapide que tous les autres pulsars sauf un.

C’est pourquoi Romani et ses collègues ont choisi de l’étudier – la rotation rapide les a amenés à soupçonner que le pulsar pourrait être exceptionnellement lourd. C’est parce qu’une autre étoile orbite autour du pulsar, et tout comme l’eau se déversant sur une roue hydraulique la fait tourner, le gaz tombant de ce compagnon sur le pulsar aurait pu accélérer sa rotation tout en augmentant sa masse.

En observant le compagnon, Romani et ses collègues ont découvert qu’il tournait autour du pulsar rapidement – à environ 380 kilomètres par seconde. En utilisant la vitesse du compagnon et sa période orbitale d’environ six heures et demie, l’équipe a calculé que la masse du pulsar était plus du double de la masse du soleil. C’est beaucoup plus lourd que l’étoile à neutrons typique, qui n’est qu’environ 1,4 fois plus massive que le soleil.

“C’est une étude formidable”, déclare Emmanuel Fonseca, radioastronome à l’Université de Virginie-Occidentale à Morgantown, qui a mesuré la masse de l’ancien détenteur du record mais n’a pas participé aux nouveaux travaux. “Cela aide les physiciens nucléaires à contraindre la nature de la matière dans ces environnements extrêmes.”



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