Un objet relativement petit et dense camouflé dans un nuage qui explose encore à plusieurs milliers d’années-lumière défie notre compréhension de la physique stellaire.
Avec tous les comptes, cela ressemble à un fichier neutron bintang, même si c’est inhabituel. À seulement 77 % de la masse du Soleil, c’est la masse la plus faible jamais mesurée pour un objet de ce type.
précédemmentL’étoile à neutrons la plus légère jamais mesurée fait 1,17 fois la masse du Soleil.
Cette dernière découverte est non seulement plus petite, mais aussi bien inférieure à la masse minimale des étoiles à neutrons prédite par la théorie. Cela suggère qu’il y a une lacune dans notre compréhension de ces objets super denses… ou que ce que nous voyons n’est pas du tout une étoile à neutrons, mais un objet étrange jamais vu auparavant connu sous le nom d'”extraterrestre”. ” étoile.
Les étoiles à neutrons sont parmi les objets les plus denses de tout l’univers. C’est ce qui reste après qu’une étoile massive d’une masse comprise entre 8 et 30 fois la masse du Soleil arrive en fin de vie. Lorsque la matière d’une étoile est utilisée pour fusionner dans son noyau, elle se transforme en supernova, éjectant sa couche de matière la plus externe dans l’espace.
N’étant plus poussé par les pressions de fusion externes, le noyau s’effondre sur lui-même pour former un objet très dense, les noyaux atomiques s’écrasent et les électrons sont contraints de se rapprocher des protons le temps de se transformer en neutrons.
La plupart de ces corps solides ont une masse d’environ 1,4 fois la masse du Soleil, bien que la théorie indique qu’ils peuvent être aussi grands que ce qui les entoure. 2.3 masse solaire, seulement 1,1 masse solaire. Tout cela est emballé dans une boule qui est emballée dans une sphère d’environ 20 kilomètres (12 miles) de large, ce qui donne à chaque cuillère à café de matière stellaire à neutrons un certain poids entre les deux. 10 millions de dollars Et plusieurs milliards tonne.
Les étoiles avec des masses supérieures et inférieures aux étoiles à neutrons peuvent également se transformer en objets solides. Les étoiles plus lourdes se transforment en trous noirs. Les étoiles plus légères se transforment en naines blanches – moins denses que les étoiles à neutrons, avec une masse maximale de 1,4 masse solaire, bien qu’elles soient encore quelque peu compactes. C’est Le destin final de notre soleil.
L’étoile à neutrons dans cette étude est située au centre d’un résidu de supernova appelé Hesse J1731-347compté auparavant pour s’asseoir plus de 10 000 années-lumière. Cependant, une des difficultés de l’étude des étoiles à neutrons réside dans la faiblesse des mesures de distance. Sans distances précises, il est difficile d’obtenir des mesures précises d’autres propriétés stellaires.
Récemment, une deuxième étoile optiquement brillante a été découverte cachée dans HESS J1731-347. De là, en utilisant les données du Gaia Map Survey, une équipe d’astronomes dirigée par Viktor Doroshenko de l’Université Eberhard Karls de Tübingen en Allemagne a pu recalculer la distance jusqu’à HESS J1731-347, et a trouvé qu’elle était plus proche que prévu, à environ 8 150 années-lumière.
Cela signifie que les estimations précédentes des autres propriétés de l’étoile à neutrons doivent être affinées, y compris sa masse. Combiné avec des observations de la lumière X émise par les étoiles à neutrons (incohérente avec la lumière X émise par les naines blanches), Doroshenko et ses collègues ont pu augmenter son rayon à 10,4 km, et sa masse à un très faible 0,77 soleils. . Masse.
Cela signifie qu’il ne s’agit peut-être pas d’une étoile à neutrons telle que nous la connaissons, mais d’un objet hypothétique qui n’a pas encore été positivement reconnu dans la nature.
“Notre estimation de masse fait du corps compact central de HESS J1731-347 l’étoile à neutrons connue la plus légère à ce jour, et peut-être un objet plus exotique, à savoir une “étoile étrangère” candidate”, Les chercheurs écrivent dans leur article.
Selon la théorie, les étoiles exotiques ressemblent beaucoup aux étoiles à neutrons, mais contiennent une plus grande proportion de particules fondamentales appelées quarks extraterrestres. Les quarks sont des particules subatomiques fondamentales qui se combinent pour former des particules complexes telles que les protons et les neutrons. Les quarks se déclinent en six types ou saveurs différents, appelés ascendant, descendant, enchanteur, impair, ascendant et descendant. Les protons et les neutrons sont constitués de quarks up et down.
Cette théorie suggère que dans l’environnement hautement comprimé à l’intérieur d’une étoile à neutrons, les particules subatomiques se désintègrent en leurs quarks constitutifs. Selon ce modèle, les étoiles exotiques sont composées de matière composée de proportions égales de quarks supérieurs, inférieurs et impairs.
Les étoiles exotiques sont censées se former sous des amas assez grands pour s’y intégrer, mais comme le livre de règles pour les étoiles à neutrons sort de la fenêtre quand suffisamment de quarks sont impliqués, il n’y a pas non plus de noyau. Autrement dit, nous ne pouvons pas exclure la possibilité que cette étoile à neutrons soit en fait une étoile exotique.
Ce serait vraiment cool; Les physiciens recherchent la matière des quarks et la matière des quarks étranges depuis des décennies. Cependant, bien que des étoiles étranges soient certainement possibles, la plus grande possibilité est que ce que nous voyons soit une étoile à neutrons – c’est plutôt cool aussi.
“Les conditions de masse et de rayon obtenues sont toujours entièrement compatibles avec l’interprétation standard des étoiles à neutrons et peuvent être utilisées pour augmenter les contraintes astrophysiques sur l’équation d’état de la matière solide froide sous ces hypothèses”, Le chercheur écrit.
“Une telle étoile à neutrons légère, quelle que soit sa composition interne, semble être un objet très intéressant du point de vue de l’astrophysique.”
Il est difficile de savoir avec certitude comment une telle étoile à neutrons légère se formerait dans notre modèle actuel. Ainsi, quel que soit le matériau, l’objet dense au cœur de HESS J1731-347 aura quelque chose à nous apprendre sur la vie mystérieuse d’une étoile massive.
Les recherches de l’équipe ont été publiées dans astronomie naturelle.
