Des astronomes ont récemment réalisé une avancée majeure dans la compréhension des jets produits par les étoiles à neutrons en accrétion, ouvrant ainsi la voie à de nouvelles découvertes sur ces phénomènes cosmiques intrigants.
Des rayons de lumière projetés dans l’espace
Les jets sont des flux de matière ou de particules énergétiques qui sont émis à partir de certains objets célestes. Ils peuvent s’étendre sur de vastes distances dans l’espace et peuvent atteindre des vitesses impressionnantes.
Historiquement, ils ont été largement étudiés en relation avec les trous noirs, en particulier les trous noirs supermassifs qui résident au cœur des galaxies. Ces énormes jets de matière sont souvent observés émanant des régions entourant les trous noirs actifs, où la matière est accrétée à des taux élevés. Lorsque cette matière est chauffée et accélérée par les forces gravitationnelles intenses près du trou noir, elle est expulsée sous forme de jets à des vitesses proches de celle de la lumière.
Focus sur les étoiles à neutrons
Cependant, ce qui est moins connu, c’est que des phénomènes similaires peuvent également se produire autour d’autres objets célestes, tels que les étoiles à neutrons. Ces dernières sont extrêmement denses et se sont formées à partir du cœur effondré d’une étoile massive en fin de vie. Leur gravité intense peut également entraîner l’accrétion de matière provenant d’une étoile compagnon ou d’un disque d’accrétion environnant.
Lorsque la matière accrétée s’approche de l’étoile à neutrons, elle peut être soumise à des forces et des conditions similaires à celles observées près des trous noirs, mais à une échelle plus petite. Cette matière peut être chauffée à des températures extrêmes et être soumise à des forces magnétiques intenses, ce qui peut entraîner l’éjection de jets de matière à des vitesses considérables.
Les jets émis par les étoiles à neutrons peuvent être observés dans diverses longueurs d’onde, notamment dans le domaine des rayons X et des ondes radio. Ils sont souvent associés à des phénomènes tels que les sursauts X et les pulsars, où la rotation rapide d’une étoile à neutrons peut concentrer les jets dans des faisceaux étroits qui balayent l’espace comme un phare cosmique.
Une vitesse impressionnante
Pour mieux comprendre ces jets, une équipe de chercheurs a entrepris de mesurer leur vitesse. Pour ce faire, ils ont mis en œuvre une méthode novatrice reposant sur l’observation des sursauts lumineux qui se produisent lorsque les jets sont lancés dans l’espace.
Pour observer et mesurer ces sursauts, les chercheurs ont utilisé plusieurs télescopes fonctionnant à différentes longueurs d’onde, ce qui signifie qu’ils observent différentes parties du spectre électromagnétique. Certains télescopes peuvent observer dans le domaine des rayons X, tandis que d’autres peuvent par exemple observer dans le domaine des ondes radio.
En combinant les données de ces différents télescopes, les chercheurs ont pu obtenir une image complète et détaillée des jets émis par les étoiles à neutrons. En effectuant des observations simultanées dans différentes longueurs d’onde, ils ont notamment pu chronométrer avec précision les débuts et les déplacements des jets dans l’espace.
L’équipe a calculé que les jets produits par l’étoile à neutrons étudiée, 4U 1728-34, atteignaient une vitesse impressionnante de 38 % de la vitesse de la lumière. Bien que cette vitesse soit bien inférieure à celle des jets émis par les trous noirs, qui peuvent dépasser 99 % de la vitesse de la lumière, elle reste néanmoins remarquable.
Quelle origine ?
Ce résultat ouvre la voie à de nouvelles interrogations sur la nature des jets émis par les étoiles à neutrons. Une question cruciale est de savoir ce qui les propulse à de telles vitesses. Certains scientifiques soupçonnent les champs magnétiques entourant l’étoile d’en être responsables, tandis que d’autres suggèrent que l’étoile elle-même en est la cause.
Pour répondre à cette question, les chercheurs souhaitent étendre leurs travaux à un plus grand nombre d’étoiles à neutrons. Ils espèrent trouver une corrélation entre la vitesse des jets et la rotation de l’étoile à neutrons. Si une telle corrélation est observée, cela indiquerait que l’étoile elle-même est responsable de l’accélération des jets. Dans le cas inverse, cela soutiendrait l’hypothèse selon laquelle ce sont les champs magnétiques qui jouent un rôle prépondérant.
Les détails de l’étude sont publiés dans la revue Nature.
