Les astronomes ont remarqué la présence d’une étoile à neutrons “en surpoids”, ce qui indique que l’objet mystérieux déroute les théories astronomiques.
Les étoiles supermassives sont produites par la fusion de deux étoiles à neutrons plus petites. De telles collisions produisent généralement des étoiles à neutrons si massives qu’elles s’effondrent presque instantanément dans le trou noir sous leur propre gravité. Mais des observations récentes ont révélé que l’étoile terrifiante a plané au-dessus de l’horizon pendant plus d’une journée avant de disparaître.
“Une étoile à neutrons aussi massive avec une espérance de vie aussi longue n’est généralement pas considérée comme possible”, a déclaré le Dr. Nuria Jordana Mitjans, astronome à l’Université de Bath. “C’est un mystère pourquoi il a une si longue durée de vie.”
Les observations soulèvent également des questions sur la source des éclairs énergétiques extraordinaires, appelés sursauts gamma courts (GRB), qui accompagnent les fusions d’étoiles à neutrons. Il est largement admis que cette explosion – l’événement le plus énergétique de l’univers depuis le Big Bang – a éclaté du pôle d’un trou noir nouvellement formé. Mais dans ce cas, le sursaut gamma observé doit provenir de l’étoile à neutrons elle-même, indiquant un processus complètement différent.
Les étoiles à neutrons sont les étoiles les plus petites et les plus denses qui aient jamais existé, occupant une place extraordinaire entre les étoiles conventionnelles et les trous noirs. Il mesure environ 12 miles de large et est si dense qu’une cuillère à café de matériau a une masse d’un milliard de tonnes. Ils ont une fine couche de neutrons purs, 10 milliards de fois plus fort que l’acier.
“C’est bizarre, bizarre”, a déclaré le professeur Carol Mondel, astronome à l’Université de Bath et co-auteur de l’étude. “Nous ne pouvons pas collecter ces matériaux et les ramener à notre laboratoire, donc la seule façon de les étudier est lorsqu’ils font quelque chose dans le ciel que nous pouvons observer.”
Dans ce cas, a déclaré Mondel, quelque chose semble empêcher l’étoile à neutrons “d’enregistrer sa masse”. Une possibilité est que l’étoile tourne si vite et avec un champ magnétique si important que son effondrement soit retardé – quelque chose comme de l’eau restant dans un seau incliné s’il oscille assez vite.
“C’est la première vue directe que nous pourrions avoir d’une étoile à neutrons supermassive dans la nature”, a déclaré Mondel. “Mon intuition est que nous en trouverons plus.”
Les observations inattendues ont été faites à l’aide de l’observatoire en orbite Neil Gehrells Swift de la NASA, qui a détecté une première rafale de rayons gamma provenant d’une galaxie située à environ 10,6 milliards d’années-lumière. Un observatoire automatisé, le télescope de Liverpool, situé dans les îles Canaries, est alors automatiquement tourné pour afficher l’effet de fusion. Ces observations révèlent les signes d’une étoile à neutrons hypermagnétique en rotation rapide.
Cela suggère que l’étoile à neutrons elle-même a émis un sursaut gamma, plutôt que de se produire après son effondrement gravitationnel. Jusqu’à récemment, il était difficile de connaître la séquence exacte des événements.
“Nous sommes très enthousiastes à l’idée de capturer la première lumière optique de ces courts sursauts gamma – quelque chose qui est encore hautement impossible sans un télescope robotique”, a déclaré Mondel. “Nos découvertes ouvrent de nouveaux espoirs pour de futures études du ciel à l’aide de télescopes tels que l’observatoire LSST Rubin, où nous pouvons trouver les signaux de ces centaines de milliers d’étoiles à neutrons à longue durée de vie avant qu’elles ne s’effondrent dans les trous noirs.”
“L’équipe a trouvé des preuves d’une étoile à neutrons supermassive stable, ce qui est une découverte très importante”, a déclaré Stefano Covino, astronome à l’Observatoire astronomique de Brera à Milan, qui n’a pas participé à la recherche.
Il a déclaré que les travaux pourraient fournir de nouvelles informations sur la structure interne des étoiles à neutrons, qui peuvent contenir des noyaux de matière exotique, bien que leur forme exacte soit inconnue.
Les résultats ont été publiés dans Revue d’astrophysique.
