L’étoile à neutrons la plus lourde connue déchire son compagnon
L’étoile à neutrons la plus massive jamais détectée déchiquette sa compagne alors qu’elle tourne plus de 700 fois par seconde.
La étoile à neutronsconnu sous le nom de PSR J0952-0607, a été découvert en 2017 autour de 3 000 Années lumière de la Terre dans la constellation des Sextans. Des mesures récentes montrent que l’étoile pèse 2,35 fois plus que le Soleilce qui en fait l’étoile à neutrons la plus massive connue.
Les étoiles à neutrons sont des cadavres stellaires, des restes de supernova explosions laissées quand géant étoiles meurent après avoir manqué de carburant dans leurs noyaux. Ces étoiles, bien que larges de seulement quelques kilomètres, ont la masse du soleil entier et plus, ce qui en fait les objets connus les plus denses au monde. univers séparé de trous noirs.
Les étoiles à neutrons naissent en tournant et ne peuvent être détectées que par des faisceaux d’ondes radio, de rayons X et de rayons gamma, qu’elles émettent comme des phares cosmiques. En raison de leur nature clignotante ou pulsée, ils sont souvent appelés : pulsars.
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La plupart des pulsars tournent assez lentement, environ une fois par seconde. PSR J0952-0607, d’autre part, effectue plus de 700 rotations par seconde, ce qui en fait l’une des étoiles à neutrons à rotation la plus rapide connues (en plus des plus massives). Grâce à son caractère unique, le PSR J0952-0607 peut aider les scientifiques à répondre à des questions profondes sur la nature de ces objets énigmatiques.
Par exemple, les scientifiques pensent que lorsque les étoiles à neutrons deviennent trop massives, elles s’effondrent d’elles-mêmes et se transforment en trous noirs. Mais ils ne savent pas à quelle masse ce processus d’effondrement a lieu. Ils ne comprennent pas non plus l’état de la matière dans ces étoiles, qui sont si denses que les atomes ne peuvent probablement pas y exister sous leur forme normale et sont plutôt broyés en une soupe de quarks flottant librement (les constituants des protons et des neutrons). La densité des étoiles à neutrons est si élevée qu’un pouce cube (16 centimètres cubes) pèse plus de 10 milliards de tonnes.
“Nous savons à peu près comment la matière se comporte aux densités nucléaires, comme dans le noyau d’un atome d’uranium”, a déclaré Alex Filippenko, professeur émérite d’astronomie à l’Université de Californie à Berkeley et l’un des auteurs d’une étude examinant l’étoile décrite. . prononciation. “Une étoile à neutrons est comme un noyau géant, mais si vous avez une masse solaire et demie de ce truc, ce qui équivaut à environ 500 000 masses terrestres de noyaux tous collés ensemble, on ne sait pas du tout comment ils vont se comporter. “
PSR J0952-0607 fait partie d’un système binaire connu sous le nom de pulsar de veuve noire. Nommés d’après les tristement célèbres araignées veuves noires, qui mangent leurs compagnons après l’accouplement, ces systèmes consistent en une étoile à neutrons qui dévore la matière d’une étoile compagne. Cette matière en chute est responsable de la vitesse de rotation époustouflante de ces pulsars.
Les étoiles à neutrons au cœur des pulsars de la veuve noire sont assez difficiles à étudier par elles-mêmes car elles sont extrêmement sombres.
Les astronomes ont pu estimer la masse de PSR J0952-0607 en se concentrant sur les restes de l’étoile compagne, qui a depuis été réduite à la taille d’une grosse planète, environ 20 fois la taille de Jupiter. En utilisant l’observatoire WM Keck de 10 mètres de haut sur Maunakea à Hawaï, ils ont pu obtenir des spectres de la lumière visible émise par le compagnon en voie de disparition. En comparant les spectres avec ceux d’étoiles similaires, ils ont pu mesurer la vitesse orbitale de l’étoile compagne et calculer la masse de l’étoile à neutrons.
Filippenko et son collègue Roger W. Romani, professeur d’astrophysique à l’Université de Stanford, ont étudié une douzaine de systèmes binaires de veuve noire ces dernières années, mais seuls six d’entre eux avaient une étoile compagne suffisamment brillante pour montrer la masse de la veuve noire. pour calculer une étoile à neutrons.
“En combinant cette mesure avec celle 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 masse solaire. [before collapsing into black holes]Romani a déclaré dans le communiqué. “Ceci, à son tour, impose certaines des contraintes les plus fortes sur la propriété de la matière, plusieurs fois la densité observée dans les noyaux atomiques. En effet, de nombreux modèles autrement populaires de physique de la matière dense sont exclus par ce résultat.”
L’étude a été accepté pour publication dans la revue Astrophysical Journal Letters et est actuellement disponible en ligne via le référentiel Arxiv.
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