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Un binaire « veuve noire » record découverte à 3 000 années-lumière

Crédits : Goddard Space Flight Center

Un pulsar à rotation rapide se nourrissant avidement d’une étoile compagne proche a été trouvé à 3 000 années-lumière de la Terre dans un type rare de système cannibale connu sous le nom de binaire de veuve noire. Celui-ci est le plus serré jamais découvert. Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature.

Un binaire veuve noire est un système impliquant un pulsar (un type d’étoile à neutron en rotation rapide et émettant un fort rayonnement électromagnétique au niveau de pôles) et une étoile compagne. Ce flirt cosmique n’a rien de très romantique. En effet, dans ce couple, le pulsar n’a qu’une seule obsession : voler de la matière à sa moitié. Au fur et à mesure que cette matière s’accumule à la surface du pulsar, un torrent de rayons X et de rayons gamma se déchaîne alors, érodant encore davantage la pauvre étoile. Vous l’avez compris, le terme de « veuve noire » est donc particulièrement approprié.

Nommé ZTF J1406 + 1222, ce binaire nouvellement découvert est le plus serré connu. Les deux compagnons se tournent autour toutes les soixante-deux minutes seulement.

pulsar veuve noire
Illustration d’un pulsar volant de la matière à son étoile compagne. Crédits : MIT

Comment cette « veuve noire » a-t-elle été détectée ?

Les astronomes du Massachusetts Institute of Technology (MIT) ont identifié sa présence dans les données collectées par le Zwicky Transient Facility, de l’observatoire Palomar (Californie). Lorsque la matière en accrétion tombe sur le pulsar, le moment angulaire supplémentaire qu’elle fournit a pour effet d’accélérer la vitesse de rotation du pulsar. Ce processus libère alors des quantités croissantes de rayonnement qui chauffent le côté faisant face au pulsar de l’étoile compagnon.

L’équipe de chercheurs avait estimé que ce type d’événement créerait une différence substantielle de luminosité entre les deux hémisphères de l’étoile dévorée. Étant donné que celles-ci tournent autour du pulsar, cette étoile devrait alors s’éclaircir et s’assombrir périodiquement. Autrement dit, dans le cadre de cette étude, les chercheurs ne sont pas concentrés sur le pulsar lui-même pour isoler sa présence, mais sur l’étoile « qu’il cuisine ».

Pour vérifier leur théorie, l’équipe a d’abord utilisé cette méthode pour identifier certains des binaires de veuve noire précédemment connus. Puis, après avoir passé au crible les données recueillies par le Zwicky Transient Facility, ils ont identifié un nouvel objet variant en luminosité d’un facteur 13 toutes les heures. Il s’agissait alors de ZTF J1406 + 1222.

Les astronomes pensent que la plupart de ces binaires se forment à l’intérieur d’amas globulaires. Si de tels amas errent trop près du centre de notre galaxie, les marées gravitationnelles du trou noir supermassif posté au centre peuvent les déchirer, dispersant finalement leurs étoiles dans toute la Galaxie.