Notre Soleil est une étoile solitaire, mais la majorité des étoiles de notre Univers se forment par paires. Parmi ces systèmes binaires, certains présentent des configurations exotiques qui impliquent des étoiles à neutrons avec des trous noirs ou encore des étoiles avec des naines blanches. Récemment, des astronomes ont identifié plusieurs dizaines de paies qui impliquaient cette fois des étoiles à neutrons en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil. Il s’agit d’une première. Cette découverte offre ainsi de nouvelles perspectives fascinantes sur l’évolution stellaire et les interactions cosmiques.
Une découverte révolutionnaire concernant les étoiles à neutrons
Une étoile à neutrons est le noyau extrêmement dense et compact d’une étoile massive qui a explosé en supernova. Ces objets sont incroyablement denses et difficiles à détecter directement en raison de leur faible luminosité. Cependant, lorsqu’une étoile à neutrons orbite autour d’une étoile, elle exerce une force gravitationnelle qui provoque un déplacement observable de celle-ci. En mesurant ces oscillations avec une précision extraordinaire, la mission Gaia a récemment permis aux astronomes d’identifier une nouvelle population d’étoiles à neutrons sombres en orbite autour d’objets semblables au Soleil.
Les données de Gaia ont été complétées par des observations de plusieurs télescopes terrestres, notamment l’observatoire WM Keck à Hawaï, l’observatoire de La Silla au Chili, et l’observatoire Whipple en Arizona. Ces instruments ont permis de préciser les masses et les orbites des étoiles à neutrons détectées, confirmant ainsi leur existence.
L’animation ci-dessous montre l’un de ces systèmes d’étoiles binaires dans lequel une étoile à neutrons compacte et massive tourne autour d’une étoile plus grande semblable au Soleil :
Des particularités et leurs implications pour l’astrophysique
Contrairement aux étoiles à neutrons précédemment détectées, celles-ci sont beaucoup plus éloignées de leurs partenaires. Les distances entre les deux corps sont en effet de l’ordre d’une à trois fois la distance entre la Terre et le Soleil. Cette configuration signifie que les étoiles à neutrons découvertes ne peuvent pas voler de la matière à leurs partenaires, contrairement aux systèmes plus compacts où le transfert de masse provoque une émission de rayons X ou radio. En conséquence, ces nouvelles étoiles à neutrons sont calmes et sombres.
Notez que c’est également la première fois que des étoiles à neutrons sont découvertes uniquement grâce à leurs effets gravitationnels sur leurs compagnons stellaires. Cette découverte est surprenante, car elle suggère que certains binaires survivent à des processus cataclysmiques, malgré les modèles qui prédisaient que ces systèmes seraient détruits par les explosions de supernova.
En effet, selon les modèles actuels, l’étoile progénitrice de l’étoile à neutrons aurait dû devenir énorme et interagir fortement avec l’étoile solaire au cours de son évolution, ce qui aurait probablement conduit à la destruction du système binaire. Cependant, la découverte de ces systèmes montre qu’au moins certains binaires survivent à ces processus, même si les modèles ne peuvent pas encore expliquer complètement comment.
La rareté de ces systèmes est notable. Sur la base de leurs données, les astronomes estiment en effet qu’environ une étoile de type solaire sur un million tourne autour d’une étoile à neutrons sur une orbite large.
Cette découverte souligne ainsi l’importance de futures recherches pour combler les lacunes dans notre compréhension de la formation des binaires et des interactions stellaires. En continuant à explorer ces systèmes, les astronomes espèrent découvrir davantage sur les mécanismes qui régissent l’évolution stellaire et les phénomènes cosmiques.
