Découverte d’une étoile à neutrons pas comme les autres

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Deux faces d'une « étoile morte » : une étoile à neutrons à gauche, une naine blanche à droite. Crédits : Carl Knox/OzGrav

Les astronomes ont récemment découvert une étoile à neutrons qui défie les attentes. Appelée ASKAP J1935+2148, elle tourne plus lentement que toute autre étoile à neutrons connue et met près d’une heure pour effectuer une rotation complète. Cette découverte à 16 000 années-lumière de la Terre bouleverse notre compréhension des étoiles à neutrons.

Une étoile à neutrons pas comme les autres

Les étoiles massives (environ huit à dix fois plus massives que notre Soleil) qui épuisent leur carburant nucléaire s’effondrent sous leur propre gravité, déclenchant alors une explosion de supernova. Ce phénomène cataclysmique laisse derrière lui un noyau extrêmement dense composé principalement de neutrons. Ces étoiles à neutrons sont si denses qu’une cuillère à café de leur matière pèserait environ un milliard de tonnes.

Les étoiles à neutrons sont connues pour leur rotation rapide. La plupart des quelque 3 000 objets de ce genre détectés jusqu’à présent effectuent une rotation en une seconde environ, mais certains peuvent effectuer jusqu’à plusieurs centaines de rotations complètes par seconde. Cette rotation rapide est due à la conservation du moment angulaire lors de l’effondrement stellaire, un principe de base de la physique qui stipule que la quantité de mouvement angulaire d’un système isolé reste constante, à moins qu’il ne soit soumis à une force externe. Dans le cas des étoiles à neutrons, l’effondrement gravitationnel de l’étoile massive en fin de vie comprime sa masse et réduit son rayon, ce qui accélère sa rotation de manière spectaculaire.

Récemment, des astronomes ont cependant fait une découverte qui remet en question nos connaissances sur ces objets énigmatiques. Celle-ci concerne une étoile à neutrons particulière, nommée ASKAP J1935+2148, située à 16 000 années-lumière de la Terre. Contrairement aux autres objets de ce genre, ASKAP J1935+2148 met en effet près d’une heure pour compléter une rotation. Cette observation surprenante a été réalisée grâce au radiotélescope ASKAP en Australie, et confirmée par le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud.

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Représentation d’artiste d’une étoile à neutrons. Crédits : NASA

Les défis pour les théories actuelles

L’existence d’une étoile à neutrons qui tourne si lentement est inattendue et remet en question les théories actuelles sur leur comportement. Une hypothèse pour expliquer cette lenteur est l’âge avancé de l’étoile. En vieillissant, les étoiles à neutrons perdent effectivement de l’énergie et ralentissent. ASKAP J1935+2148 continue toutefois d’émettre malgré sa rotation lente, défiant ainsi les modèles existants.

Une autre possibilité est que l’objet observé ne soit pas une étoile à neutrons, mais une naine blanche avec un champ magnétique extraordinairement puissant. Pour rappel, les naines blanches sont les restes d’étoiles plus petites, comme notre Soleil. Cependant, elles n’ont jamais été observées avec des champs magnétiques capables de produire de tels signaux radio.

La découverte de ASKAP J1935+2148 pourrait donc inciter les scientifiques à revoir leur compréhension des étoiles à neutrons et des naines blanches. Cette étoile particulière montre qu’il y a encore beaucoup à apprendre sur l’évolution et les caractéristiques des étoiles compactes. Les chercheurs continueront ainsi d’étudier cette étoile pour mieux comprendre sa nature et son comportement unique.

Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature Astronomy.