Impression d'artiste d'un pulsar «mangeant» une étoile compagnon. Crédit image: ESA Cliquez pour agrandir
L'observatoire spatial intégré de l'ESA, en collaboration avec le vaisseau spatial Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, a trouvé un pulsar à rotation rapide en train de dévorer son compagnon.
Cette constatation soutient la théorie selon laquelle les pulsars isolés les plus rapides tournent aussi vite en cannibalisant une étoile proche. Le gaz arraché du compagnon alimente l'accélération du pulsar. C’est le sixième pulsar connu dans un tel arrangement, et il représente un «tremplin» dans l’évolution des pulsars binaires à rotation plus lente en pulsars isolés à rotation plus rapide.
"Nous arrivons au point où nous pouvons regarder n'importe quel pulsar isolé à rotation rapide et dire:" Ce type avait un compagnon "", a déclaré le Dr Maurizio Falanga, qui a dirigé les observations intégrales, au Commissariat? l’Energie Atomique (CEA) à Saclay, France.
Les «pulsars» sont des étoiles à neutrons en rotation, qui sont créées lors d'explosions stellaires. Ce sont les restes d'étoiles qui étaient autrefois au moins huit fois plus massives que le Soleil. Ces étoiles contiennent encore environ la masse de notre Soleil compactée dans une sphère de seulement 20 kilomètres de diamètre.
Ce pulsar, appelé IGR J00291 + 5934, appartient à une catégorie de "pulsars à rayons X millisecondes", qui pulsent avec la lumière des rayons X plusieurs centaines de fois par seconde, l'un des plus rapides connus. Il a une période de 1,67 millisecondes qui est beaucoup plus petite que la plupart des autres pulsars qui tournent une fois toutes les quelques secondes.
Les étoiles à neutrons naissent rapidement en tournant dans l'effondrement d'étoiles massives. Ils ralentissent progressivement après quelques centaines de milliers d'années. Les étoiles à neutrons dans les systèmes d'étoiles binaires, cependant, peuvent inverser cette tendance et accélérer avec l'aide de l'étoile compagnon.
Pour la première fois, cette accélération a été observée dans la loi. "Nous avons maintenant des preuves directes que l'étoile tourne plus vite tout en cannibalisant son compagnon, ce que personne n'avait jamais vu auparavant pour un tel système", a déclaré le Dr Lucien Kuiper de l'Institut néerlandais de recherche spatiale (SRON) à Utrecht.
Une étoile à neutrons peut éliminer le gaz de son étoile compagnon dans un processus appelé «accrétion». Le flux de gaz sur l'étoile à neutrons fait tourner l'étoile de plus en plus vite. Le flux de gaz et son écrasement sur la surface de l'étoile à neutrons libèrent beaucoup d'énergie sous forme de rayons X et de rayons gamma.
Les étoiles à neutrons ont un champ gravitationnel si puissant que la lumière passant par l'étoile change de direction de près de 100 degrés (en comparaison, la lumière passant par le Soleil est déviée d'un angle 200 000 fois plus petit). "Cette" flexion gravitationnelle "nous permet de voir l'arrière de l'étoile", souligne le professeur Juri Poutanen de l'Université d'Oulu, en Finlande.
"Cet objet était environ dix fois plus énergique que ce qui est habituellement observé pour des sources similaires", a déclaré Falanga. "Seule une sorte de monstre émet à ces énergies, ce qui correspond à une température de près d'un milliard de degrés."
À partir d'un précédent résultat Integral, les scientifiques ont déduit que parce que l'étoile à neutrons a un champ magnétique puissant, les particules chargées de son compagnon sont canalisées le long des lignes de champ magnétique jusqu'à ce qu'elles claquent dans la surface de l'étoile à neutrons à l'un de ses pôles magnétiques, formant des `` points chauds '' '. Les températures très élevées observées par Integral proviennent de ce plasma très chaud sur les taches d'accrétion.
L'IGR J00291 + 5934 a été découvert par Integral lors d'un balayage de routine du ciel le 2 décembre 2004, dans les confins extérieurs de notre galaxie de la Voie lactée, quand il s'est soudainement évasé. Le lendemain, les scientifiques ont synchronisé avec précision l'étoile à neutrons avec le Rossi X-ray Timing Explorer.
Les observations de Rossi ont révélé que le compagnon fait déjà une fraction de la taille de notre Soleil, peut-être aussi petit que 40 masses de Jupiter. L'orbite binaire a une durée de 2,5 heures (contrairement à l'orbite Terre-Soleil toute l'année). Le système complet est très serré; les deux étoiles sont si proches qu'elles s'insèrent dans le rayon du soleil. Ces détails corroborent la théorie selon laquelle les deux étoiles sont suffisamment proches pour que l'accrétion ait lieu et que l'étoile compagnon soit cannibalisée.
«L'accrétion devrait cesser après un milliard d'années environ», a déclaré le Dr Duncan Galloway du Massachusetts Institute of Technology, États-Unis, responsable des observations de Rossi. "Cette découverte d'Integral-Rossi fournit plus de preuves de l'évolution des pulsars d'une phase à l'autre - d'une étoile à neutrons binaires à rotation lente émettant de hautes énergies à un pulsar isolé à rotation rapide émettant dans des longueurs d'onde radio."
Cette découverte est la première du genre pour Integral (quatre des cinq premiers pulsars à rayons X à rotation rapide ont été découverts par Rossi). Cela augure bien de la recherche combinée de ces objets rares. Les détecteurs sensibles d'Integrals peuvent identifier des sources relativement faibles et éloignées.Ainsi, sachant où chercher, Rossi peut fournir des informations de synchronisation grâce à une observation dédiée s'étendant sur toute la période de deux semaines de l'explosion typique.
Source d'origine: portail ESA
