22 – L’ETOILE A NEUTRON OU L’ O.V.N.I DE L’ASTROPHYSIQUE

L'ARTICLE

Une équipe d'astronomie dirigée par Caltech se concentre sur la nature des objets extrêmes connus sous le nom d'ULX.Dans les années 1980, les chercheurs ont commencé à découvrir des sources de rayons X extrêmement brillantes dans les parties externes des galaxies, loin des trous noirs supermassifs qui dominent leurs centres. Au début, les chercheurs pensaient que ces objets cosmiques - appelés sources de rayons X ultralumineux, ou ULX - étaient de gros trous noirs avec plus de 10 fois la masse du soleil. Mais les observations débutant en 2014 à partir du NuSTAR (Nuclear Spectroscopic Telescope Array) de la NASA et d'autres télescopes spatiaux montrent que certains ULX, qui émettent des rayons X d'une énergie égale à des millions de soleils, sont en fait des étoiles à neutrons, etoiles massives qui ont explosé. Trois de ces ULX ont été identifiés comme étoiles à neutrons jusqu'à présent.Maintenant, une équipe dirigée par Caltech utilisant les données de l'observatoire à rayons X Chandra de la NASA a identifié un quatrième ULX comme étant une étoile à neutrons - et a trouvé de nouveaux indices sur la façon dont ces objets peuvent briller si fortt.

Les étoiles à neutrons sont des objets extrêmement denses - une cuillère à café d'étoile à neutrons pèserait environ un milliard de tonnes, ou autant qu'une montagne. Leur gravité tire leur matière environnante des étoiles  compagnons vers elles; Lorsque ce matériau est tiré, il se réchauffe et brille avec les rayons X. Mais comme les étoiles à neutrons «se nourrissent» de cette matière, il arrive un moment où la lumière des rayons X qui en résulte repousse la matière. Les astronomes appellent ce point - le point auquel les objets ne peuvent plus s'accumuler plus rapidement et ne peuvent plus émettre de rayons X - la limite d'Eddington.

"De la même manière que nous ne pouvons manger autant de nourriture à la fois, il y a des limites à la vitesse à laquelle les étoiles à neutrons peuvent accrétionner la matière", explique Murray Brightman, chercheur postdoctoral à Caltech et auteur principal d'un nouveau rapport. Nature Astronomie. "Mais les ULX dépassent d'une certaine manière cette limite pour émettre des rayons X aussi incroyablement brillants, et nous ne savons pas pourquoi."

Dans la nouvelle étude, les chercheurs ont examiné un ULX dans la galaxie Whirlpool, également connu sous le nom M51, qui se trouve à environ 28 millions d'années-lumière. Ils ont analysé les données radiographiques archivées prises par Chandra et ont découvert une baisse inhabituelle du spectre lumineux de l'ULX. Après avoir écarté toutes les autres possibilités, ils ont découvert que le creux provenait d'un phénomène appelé diffusion par résonance cyclotronique, qui se produit lorsque des particules chargées - soit des protons chargés positivement ou des électrons chargés négativement - tournent autour d'un champ magnétique. Les trous noirs n'ont pas de champs magnétiques, mais les étoiles à neutrons oui, donc la découverte a révélé que cet ULX particulier dans M51 devait être une étoile à neutrons.

La diffusion par résonance cyclotron crée des signatures révélatrices dans le spectre lumineux d'une étoile, et la présence de ces motifs, appelés lignes cyclotron, peut fournir des informations sur la force du champ magnétique de l'étoile - mais seulement si la cause des lignes les électrons, est connu. En ce qui concerne cet ULX, les chercheurs n'ont pas un spectre assez détaillé pour le dire avec certitude."Si la ligne du cyclotron provient de protons, alors nous saurions que ces champs magnétiques autour de l'étoile à neutrons sont extrêmement forts et peuvent en fait aider à franchir la limite d'Eddington", explique Brightman. De tels champs magnétiques puissants pourraient réduire la pression des rayons X d'ULX - la pression qui repousse normalement la matière - permettant à l'étoile à neutrons de consommer plus de matière que ce qui est normal et de briller avec les rayons X extrêmement brillants. Par contre, si la ligne du cyclotron provient d'électrons indirects, la force du champ magnétique autour de l'étoile à neutrons ne serait pas exceptionnellement forte, et donc le champ ne serait probablement pas la raison pour laquelle ces étoiles franchissent la limite d'Eddington.

Pour mieux comprendre le mystère de la façon dont les étoiles à neutrons dépassent cette limite, les chercheurs prévoient d'acquérir plus de données de rayons X sur l'ULX dans M51 et chercher d'autres lignes de cyclotron dans d'autres ULX."La découverte que ces objets très brillants, longtemps considérés comme des trous noirs avec des masses jusqu'à 1000 fois celle du soleil, sont alimentés par des étoiles à neutrons beaucoup moins massives, a été une énorme surprise scientifique", explique Fiona Harrison, Caltech. Rosen Professeur de physique; la chaire de leadership Kent et Joyce Kresa de la Division de physique, mathématiques et astronomie; et le chercheur principal de la mission NuSTAR. "Maintenant, nous pourrions réellement obtenir des indices physiques fermes quant à la façon dont ces petits objets peuvent être si puissants."

COMMENTAIRES

Pour résumer la problématique de cet article, il s’agit de comprendre POURQUOI une étoile aussi dense peut A LA FOIS accréter de la matière tout en émettant celle-ci.  Pour émettre, il faut que cesse l’accrétion et donc qu’elle franchisse la limite d’Eddigton. Donc, puisque l’émission de matière s’observe, il faut qu’il ne se produise plus d’accrétion. Mais alors d’où proviendrait la matière éjectée ? Du corps de l’étoile elle-même ! Mais la densité extrême devrait interdire la fuite de matière. Nous sommes dans une totale impasse,  d’où les acrobaties explicatives de l’article pour tenter de s'en extraire.

Une étoile à neutron est un véritable OVNI de l’astrophysique, une pure construction théorique dont les preuves expérimentales sont inexistantes. Il s’agissait de répondre à la question : comment et pourquoi un astre d’une telle densité peut exister, se former ? Nous avons déjà signalé que pour être un astre moribond, en fin de vie, une étoile à neutrons était d’une vaillance extrême que manifeste sa température élevée.

Toute autre est notre explication : cet astre est de fait une étoile jeune, en plein développement et sa densité s’explique par la présence d’un cœur photonique et la formation initiale des éléments les plus lourds. Elle puise sa matière dans la substance de l’espace, ce qui explique qu’elle soit UNIQUEMENT en émission et  que son champ magnétique extrêmement fort  résulte de sa rotation rapide.