Les jets qui jaillissent des étoiles à neutrons se déplacent à un tiers de la vitesse de la lumière
Pour la première fois au monde, les vitesses ultra-rapides des puissants jets des étoiles à neutrons ont été documentées. Leur vitesse a été mesurée à 114 000 km par seconde, soit un tiers de la vitesse de la lumière.
Image d’entête : cette représentation artistique montre comment les explosions nucléaires d’une étoile à neutrons alimentent les jets qui jaillissent de ses régions polaires magnétiques. (Danielle Futselaar et Nathalie Degenaar, Institut Anton Pannekoek, Université d’Amsterdam)
Les mesures ont été effectuées à l’aide de données provenant de l’observatoire INTEGRAL de l’Agence spatiale européenne et de l’Australia Telescope Compact Array (ATCA) du CSIRO . Les résultats sont publiés cette semaine (lien plus bas).
Représentation artistique d’INTEGRAL, le laboratoire international d’astrophysique des rayons gamma de l’ESA, aura pour mission de recueillir les rayonnements les plus énergétiques provenant de l’espace. (ESA/ Illustration de D. Ducros)
Les étoiles à neutrons sont parmi les objets les plus denses de l’univers. Elles se forment lorsqu’une étoile supergéante, dont la masse est 10 à 25 fois supérieure à celle de notre Soleil, manque de combustible et que son noyau s’effondre sur lui-même. L’étoile à neutrons ne mesure que quelques dizaines de kilomètres de diamètre, mais pèse 1 à 3 fois plus que le Soleil. Une seule cuillère à café de matière d’étoile à neutrons pèse environ 1000 milliards de kilogrammes.
En raison de leur densité, les étoiles à neutrons exercent une immense force gravitationnelle. Parfois, elles attirent de la matière provenant d’autres étoiles proches. Cela peut provoquer des explosions thermonucléaires qui projettent de la matière dans l’espace. Jusqu’à présent, on ne savait pratiquement rien de ces jets, notamment de leur vitesse.Dans la dernière étude, les jets ont été détectés par Integral et suivis par l’ACTA pour déterminer leur vitesse.
Représentation artistique d’une étoile à neutrons. (ESA/ ATG Medialab)
Selon le professeur James Miller-Jones, coauteur de l’étude, de l’université Curtin d’Australie occidentale :
L’explosion nous indique le moment où les jets enrichis ont été émis, et il nous suffit de les chronométrer au fur et à mesure qu’ils se déplacent vers l’aval, tout comme nous chronométrerions un sprinter de 100 mètres entre les starting-blocks et la ligne d’arrivée.
Cette animation artistique illustre comment les explosions nucléaires d’une étoile à neutrons alimentent les jets qui jaillissent de ses régions polaires magnétiques. (ESA)
Et selon le Dr Jamie Stevens, chef des opérations de l’ACTA :
Les radiotélescopes sont extrêmement polyvalents en ce qui concerne les recherches qu’ils permettent d’effectuer. Cinq des six antennes paraboliques de l’ACTA, par exemple, peuvent prendre différentes configurations en se déplaçant le long d’une piste. Elles peuvent être utilisées pour tout observer, des objets proches de notre galaxie aux objets les plus éloignés de l’univers.
La sensibilité et la stabilité de l’ATCA ont permis à l’équipe de recherche d’observer les changements rapides de l’environnement de l’étoile à neutrons sur une période de trois jours. Cette nouvelle méthode aidera les astronomes à mieux comprendre les jets dans de nombreux environnements différents et les événements complexes qui construisent notre univers.
L’étude publiée dans Nature : Thermonuclear explosions on neutron stars reveal the speed of their jets et présentée sur le site de l’Université de Warwick : ‘Cosmic Cannibals’ expel jets into space at 40% speed of light et sur le site de l’ESA : Integral spots giant explosions feeding neutron star jets.