Un nouveau type de corps céleste à 40 000 années-lumière ?

jeans l’amas d’étoiles globulaire NGC 1851 dans la constellation de la Colombe dans le ciel austral, un corps céleste récemment découvert pose un casse-tête aux astronomes. Elle a 2,35 fois la masse de notre soleil, mais ne brille pas elle-même, ce n’est donc pas une étoile ordinaire, rapportent les chercheurs.n leur publication dans Science. Normalement, quelque chose comme celui-ci est un candidat clair pour une étoile à neutrons ou un trou noir. Mais dans ce cas, les données ne correspondent ni à l’une ni à l’autre : l’objet est trop lourd pour être une étoile à neutrons et nettement trop léger pour être un trou noir. L’objet réside plutôt dans ce que l’on appelle l’écart de masse entre ces deux types d’objets compacts.

Cela ne permet pas de savoir exactement ce qu’est ce corps céleste inhabituel. Il se pourrait même qu’il s’agisse de quelque chose d’inconnu auparavant.

“Chacune de ces possibilités quant à la nature de l’objet est passionnante”, a déclaré Benjamin Stappers de l’Université de Manchester, l’un des chefs de projet des observations effectuées au radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud. « S’il s’agit d’un trou noir, nous pouvons l’utiliser pour tester la théorie de la gravité. S’il s’agit d’une étoile à neutrons, elle peut nous donner de nouvelles perspectives sur la physique nucléaire à très haute densité. »

Destin des grandes stars

Lorsqu’une grande étoile meurt dans une explosion de supernova à la fin de sa vie, son intérieur s’effondre, créant soit une étoile à neutrons, dans laquelle la matière est aussi dense que dans les noyaux atomiques, soit un trou noir, dans lequel la gravité est aussi forte. que même la lumière ne peut s’échapper. Selon cette théorie, les étoiles à neutrons ne peuvent pas contenir plus de 2,2 fois la masse du Soleil, sinon la gravité prendrait le dessus et un trou noir devrait se former. Mais en réalité, les trous noirs ne se trouvent dans le cosmos qu’à environ cinq masses solaires.

Il existe un écart entre ces deux phénomènes qui reste jusqu’à présent un mystère pour les astronomes. Seules les mesures des ondes gravitationnelles indiquent qu’il existe des corps célestes isolés dans cet écart de masse – bien que leur nature et leur formation soient encore floues. La découverte d’un tel objet céleste représente donc une avancée majeure pour les astronomes.

Les chercheurs sont tombés sur cet objet étrange en observant le pulsar PSR J0514-4002E. Un pulsar est une étoile à neutrons dotée d’un champ magnétique puissant qui, grâce à sa propre rotation, envoie des impulsions radio régulières à la Terre, dans ce cas 170 fois par seconde.

La mesure précise de ces impulsions a montré aux scientifiques que le pulsar forme un double système proche avec un autre objet compact et donc invisible – la simulation dans la vidéo ci-dessus montre comment cette constellation aurait pu se produire. Les données d’orbite donnent à l’objet compact une masse comprise entre 2,09 et 2,71 masses solaires, la valeur la plus probable étant de 2,35 masses solaires.

Mais comment un tel objet a-t-il pu se former dans l’écart de masse ? Puisque le PSR J0514-4002E est situé dans un amas globulaire, Stappers et ses collègues soupçonnent une histoire de formation compliquée. Parce que NGC 1851 contient environ un demi-million d’étoiles très rapprochées. C’est pourquoi, à l’échelle astronomique, il y a souvent des rencontres rapprochées au cours desquelles des étoiles doubles se forment ou même échangent des partenaires.

Il est possible, suggèrent les auteurs, que le compagnon exotique du pulsar ait été formé par la fusion de deux étoiles à neutrons plus petites et ne soit entré en orbite autour du pulsar que plus tard lors d’une rencontre rapprochée similaire à celle visualisée dans la simulation ci-dessus.