Rudolf Cole
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Il y a des millions ou des milliards d'années, une étoile gargantuesque de la constellation du Sagittaire nommée J1808 a manqué de carburant, s'est effondrée sous son propre poids et a explosé..
Des explosions comme celle-ci sont courantes dans le cosmos; les scientifiques savent qu'ils font partie d'un processus qui transforme de puissants soleils en étoiles à neutrons ratatinées - les étoiles les plus petites et les plus denses de l'univers. Ce qui a intrigué les astronomes à propos du J1808 aujourd'hui, cependant, c'est le fait qu'il encore explosant et inondant apparemment notre galaxie avec certaines des explosions de lumière les plus intenses jamais détectées.
Le 20 août 2019, un télescope spécial d'observation des étoiles à neutrons à bord de la Station spatiale internationale (ISS) a enregistré une explosion thermonucléaire sur J1808 qui a emporté toutes les explosions détectées précédemment. La brève rafale de rayons X a scintillé pendant seulement 20 secondes, mais a libéré plus d'énergie pendant cette période que le soleil de la Terre ne libère en 10 jours, selon un communiqué de presse de la NASA. C'était le seul flash d'énergie le plus brillant jamais enregistré par le télescope, qui a été mis en ligne en 2017.
"Cette explosion était exceptionnelle", a déclaré Peter Bult, astrophysicien au Goddard Space Flight Center de la NASA et auteur principal d'une étude récente sur l'explosion publiée dans The Astrophysical Journal Letters, dans un communiqué. "Nous voyons un changement de luminosité en deux étapes, qui, selon nous, est causé par l'éjection de couches séparées de la surface [de l'étoile], et d'autres caractéristiques qui nous aideront à décoder la physique de ces événements puissants."
Un partenariat instable
J1808 est un pulsar, ou une étoile à neutrons qui tourne extrêmement vite et émet un puissant rayonnement électromagnétique de ses deux pôles. Les étoiles aiment cette rotation si rapidement (J1808 effectue environ 400 rotations par seconde) que les faisceaux d'énergie à leurs pôles semblent pulser comme des lumières stroboscopiques chaque fois qu'ils pointent vers la Terre..
Semblable à un trou noir, la puissante gravité d'une étoile à neutrons peut attirer régulièrement d'énormes quantités de matière environnante qui s'accumulent dans un vaste disque tourbillonnant au bord de l'étoile (cela s'appelle un «disque d'accrétion»). Selon les auteurs de la nouvelle étude, J1808 semble avoir passé longtemps à aspirer de l'hydrogène gazeux à partir d'un mystérieux objet céleste avec lequel il partage une orbite binaire. Cet objet, plus grand qu'une planète mais plus petit qu'une étoile, mérite le titre fourre-tout cosmologique peu flatteur de «naine brune».
L'explosion massive observée le 20 août semble être le résultat d'une longue relation unilatérale entre J1808 et son partenaire brun, ont écrit les chercheurs. L'étoile à neutrons semble avoir aspiré tellement d'hydrogène de son voisin au cours des dernières années que le gaz est devenu une «mer» super chaude et superdense qui a commencé à tomber vers l'intérieur et à recouvrir la surface de l'étoile. La chaleur de l'étoile a tellement réchauffé cette mer qu'une réaction nucléaire a commencé à se produire, provoquant la fusion des noyaux d'hydrogène en noyaux d'hélium. Au fil du temps, cet hélium nouvellement formé a créé une deuxième couche de gaz autour de la surface de l'étoile qui s'étendait sur plusieurs mètres de profondeur, ont écrit les chercheurs..
"Une fois que la couche d'hélium atteint quelques mètres de profondeur, les conditions permettent aux noyaux d'hélium de fusionner en carbone", a déclaré le co-auteur de l'étude Zaven Arzoumanian, également avec la NASA, dans le communiqué. "Ensuite, l'hélium éclate de façon explosive et libère une boule de feu thermonucléaire sur toute la surface du pulsar."
Les chercheurs pensent que l'explosion du 20 août s'est produite lorsqu'une telle boule de feu a soufflé à la fois les couches d'hydrogène et d'hélium entourant l'étoile en succession rapide, provoquant un double éclair d'énergie de rayons X intensément brillante dans l'espace. (J1808 et son partenaire sont situés à environ 11000 années-lumière de la Terre, ce qui est assez proche, cosmiquement parlant).
Cette interprétation de l'explosion correspond aux observations de l'ISS, mais laisse de côté un détail important. Après les deux premiers pics d'énergie des rayons X, le pulsar a libéré une troisième explosion légèrement plus faible, environ 20% plus brillante que le scintillement normal de l'étoile. On ne sait pas quel genre de mécanisme a déclenché cette dernière explosion d'énergie, ont déclaré les chercheurs..
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