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Un crash d’étoile à neutrons repéré il y a 3 ans pompe toujours des rayons X. Mais pourquoi?

Il y a trois ans, deux étoiles à neutrons sont entrées en collision dans un accident cataclysmique, la première fusion de ce type jamais observée directement. Naturellement, les scientifiques ont gardé un œil dessus – et maintenant, quelque chose d’étrange se produit.

Astrophysiciens observé la collision d’étoiles le 17 août 2017, repérant pour la première fois des signes du même événement à la fois dans un gazouillis d’ondes gravitationnelles détecté par le Laser Interferometer Gravitational-Wave Observatory (LIGO) sur Terre et un énorme sursaut de différentes saveurs de lumière. Les rayons X observés à 130 millions d’années-lumière de la Terre ont culminé moins de six mois après la découverte de la fusion, puis ont commencé à s’estomper. Mais dans les observations recueillies cette année, cette tendance s’est arrêtée et un signal de rayons X persiste de manière inattendue, selon une étude présentée jeudi 14 janvier à la 237e réunion de l’American Astronomical Society, tenu pratiquement en raison de la pandémie.

«Jusqu’à présent, nos modèles décrivaient incroyablement bien l’observation, alors nous avons pensé que nous l’avions cloué», a déclaré Eleonora Troja, astrophysicienne à l’Université du Maryland et au Goddard Space Flight Center de la NASA dans le Maryland, à 45secondes.fr. « Je pense que tout le monde était convaincu que cette chose allait s’estomper rapidement, et la dernière observation a montré que ce n’est pas le cas. »

En images: Une incroyable découverte de crash d’étoiles à neutrons, d’ondes gravitationnelles et plus

Un check-up star … et un mystère

Quand la NASA Observatoire de rayons X Chandra vérifié l’ancienne fusion au printemps, les choses commençaient à sembler louche. Les scientifiques pensaient observer la rémanence du jet de matière à haute énergie projeté par la collision, et ils s’attendaient à ce que les rayons X se soient estompés par le ressort. Mais la source brillait toujours dans la vue du vaisseau spatial. Lorsque le télescope a de nouveau regardé, en décembre, il a encore trouvé un signal de rayons X brillant.

Il est trop tôt pour savoir ce qui se passe précisément, a déclaré Troja. Chandra ne regardera peut-être pas à nouveau avant ce mois de décembre, bien qu’elle prévoie de demander au télescope de changer ses plans pour s’enregistrer plus tôt. Les instruments radio peuvent étudier la collision plus fréquemment et pourraient aider à résoudre l’énigme d’ici là.

Pour l’instant, Troja pense que l’une des deux hypothèses expliquera la poursuite des émissions de rayons X.

Dans un scénario, les rayons X persistants sont rejoints par une lumière radio dans les huit mois ou l’année suivants. Troja a déclaré que cela suggérerait que les scientifiques ne voient pas la rémanence des jets qui jaillissent de la collision, mais la rémanence de l’énorme explosion de kilonova lui-même – quelque chose que les scientifiques n’ont jamais vu auparavant.

Représentation d'un artiste d'un nuage de débris créé par une collision étoile à neutrons.

Représentation d’un artiste d’un nuage de débris créé par une collision étoile à neutrons. (Crédit d’image: Goddard Space Flight Center / CI Lab de la NASA)

«Les gens pensent qu’au 21e siècle, nous avons tout vu et qu’il ne reste plus de première fois», a-t-elle déclaré. Ce n’est pas le cas si cette hypothèse tient. « Ce serait une première, ce serait un nouveau type de lumière, une nouvelle forme de source astrophysique que nous n’avons jamais vue auparavant. »

Si les émissions de rayons X se poursuivent mais qu’aucune émission radio ne les rejoint, Troja pense que les scientifiques envisagent peut-être quelque chose d’encore plus intrigant: la preuve que la collision a formé une étoile à neutrons massive, l’objet le plus massif connu à ce jour.

Peu de temps après la collision, les scientifiques ont calculé la masse des étoiles à neutrons initiales et de la masse de ce qui restait, après que les dramatiques aient projeté de la matière dans l’espace. Mais cette valeur se situe entre la plus grande étoile à neutrons connue actuellement et le plus petit trou noir connu, laissant les scientifiques perplexes. Les nouvelles observations pourraient le décider: si l’objet émet des rayons X, ce n’est certainement pas un trou noir. Confirmer le résultat de la collision donnerait aux scientifiques l’occasion de mieux comprendre comment la matière se comporte dans les étoiles à neutrons superdenses, a-t-elle déclaré.

« Nous avons un beau problème », a déclaré Troja. « Quelle que soit la solution, ça va être passionnant, ce qui est un gros problème à avoir en astrophysique. »

Envoyez un courriel à Meghan Bartels à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @meghanbartels. Suivez nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.

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