Les étoiles à neutrons sont parmi les éléments les plus denses de l’espace lointain, résultat d’explosions de supernovae. La seule chose plus dense, ce sont les grands vides, et si une étoile à neutrons devait obtenir une masse suffisante, on s’attend à ce qu’elle s’effondre en une seule. Grâce à une nouvelle étude, les astronomes pensent qu’ils savent à quel point cette étoile à neutrons doit être énorme – et ils en ont en fait découvert une qui est littéralement à cette limite.
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Comme indiqué dans The Astrophysical Journal Letters, la chose en question s’appelle PSR J0952-060 et est un pulsar de veuve noire. C’est un pulsar et pas seulement une étoile à neutrons ordinaire car il tourne très rapidement autour de son axe avec un jet de produit pointant vers nous, donc il pulse. Cette pulsation est rapide – 707 fois par seconde.
La partie veuve noire est due au fait qu’elle a volé du produit et endommagé son compagnon initial qui a fini par être une géante rouge. Ce vol aide le pulsar à tourner plus rapidement, provoquant la sortie de particules plus énergétiques des pulsars. Ce vent de particules dépouille l’autre étoile, la réduisant à la taille d’un monde puis à rien. Dans ce système, le copain pèse maintenant simplement 20 fois la masse de Jupiter.
Dans le même temps, le pulsar peut obtenir plus de masse, mais environ un point. En étudiant une douzaine de pulsars de veuve noire, les scientifiques ont trouvé un nombre raisonnable pour la masse la plus élevée que l’on puisse atteindre avant que l’étoile à neutrons ne s’effondre sous son poids. Le PSR J0952-060 existe, pesant 2,35 fois la masse de notre Soleil.
« En combinant cette mesure avec celles de nombreuses autres veuves noires, nous montrons que les étoiles à neutrons doivent atteindre au moins cette masse, 2,35 plus ou moins 0,17 masse solaire », a déclaré l’auteur principal Roger Romani, qui est professeur de physique à l’École des sciences humaines de Stanford et membre de l’Institut Kavli pour l’astrophysique des particules et la cosmologie, dans une déclaration. « À son tour, cela offre certaines des contraintes les plus fortes sur la propriété résidentielle ou commerciale de la matière à un certain nombre de fois la densité observée dans les noyaux atomiques. Sans aucun doute, de nombreux modèles autrement populaires de physique de la matière dense sont omis par ce résultat.
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Considérant que nous ne pouvons pas voir les trous noirs car ils sont enveloppés par l’horizon de l’occasion, ces choses sont l’objet visible le plus dense que nous comprenons. En étudiant ces choses et d’autres similaires, les physiciens peuvent découvrir de tout nouveaux comportements de particules essentielles qui pourraient ne pas être recréés dans le monde.
« Nous savons à peu près comment la matière agit aux densités nucléaires, comme dans le noyau d’un atome d’uranium », a déclaré Alex Filippenko, professeur émérite d’astronomie à l’Université de Californie à Berkeley. « Une étoile à neutrons ressemble à un noyau géant, mais lorsque vous avez une masse solaire et demie de ce truc, soit environ 500 000 masses terrestres de noyaux qui s’accrochent tous ensemble, on ne sait pas du tout comment ils se comporteront. »
L’équipe continuera à rechercher ce type d’étoile voulant affiner cette mesure de masse et comprendre encore mieux le seuil entre les étoiles à neutrons et les trous noirs.
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