Où il est question d’un magnétar et de la diète ultime des étoiles hyper-lourdes
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Un article à paraître dans Astronomy and Astrophysics remet en question la théorie habituelle de la limite de masse à partir de laquelle une étoile massive se transforme soit en trou noir, soit en étoile à neutrons. Il est signé par Ben Ritchie et Simon Clark (The Open University, GB), Ignacio Negueruela (Université d’Alicante, Espagne) et Norbert Langer (Université de Bonn, Allemagne et Université d’Utrecht, Pays-Bas)
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Westerlund 1 est un amas de très jeunes étoiles situé à 16 000 années lumière de nous dans la Constellation de l’Autel.
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Westerlund 1 ; crédit image : ESO
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Plan large : 1 280 x 1 280 pixels
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Ce cliché a été effectué par le Wide Field Imager installé au foyer du télescope au miroir de 2,2 mètres MPG de l’European Southern Observatory construit sur le site de La Silla au Chili.
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Cet amas d’étoiles comprend des centaines d’étoiles massives, certaines plus brillantes qu’un million de soleils. Bien qu’elles soient des chaudes supergéantes bleues, elles apparaissent rougeâtres car elles sont vues au travers d’importants nuages de gaz et de poussières interstellaires. La masse de l’amas est estimée à 100 000 masses solaires, le tout compris dans un espace de 6 années lumière ! Autrement dit, “si nous nous trouvions au cœur de l’amas notre ciel nocturne serait illuminé par des centaines d’étoiles aussi brillantes que la pleine lune” commente Ben Ritchie.
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Un peu à gauche, à la base du noyau central d’étoiles, existe l’un des plus singuliers astres que l’on puisse rencontrer dans le bestiaire stellaire. Seulement une douzaine d’êtres similaires ont été recensés à ce jour dont quatre dans notre galaxie. Il s’agit d’un magnétar, appelé pour simplifier du même nom que l’amas d’étoiles : Westerlund 1 (voir note précédente sur ce magnétar du 4 avril 2007).
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Magnétar Westerlund 1, vue d’artiste ; crédit image : ESO, L. Calçada
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Plan large : 768 x 1 024 pixels
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Un magnétar est une étoile à neutrons, le reliquat d’une étoile massive ayant terminer sa vie en supernova. Mais à la différence des autres étoiles à neutrons, un magnétar possède des champs magnétiques extraordinairement puissants ( et ceux d’une étoile à neutrons le sont déjà) et tourne beaucoup moins vite sur lui-même.
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Les scientifiques ont observé l’amas d’étoiles à l’aide du Very Large Telescope de l’ESO. Toutes les étoiles ont le même âge, estimé entre 3,5 et 5 millions d’années. “Comme toutes les étoiles ont le même âge, l’étoile qui a explosé a eu une vie plus courte que ses consœurs, explique Simon Clark. Si nous pouvons mesurer précisément la masse de l’une des étoiles survivantes, nous savons que l’étoile qui a enfanté le magnétar était obligatoirement plus massive”. Pour mémoire, plus une étoile est massive, plus sa durée de vie est brève. “Cette mesure est très importante car aucune théorie n’a encore été vraiment établie quand à la genèse des magnétars” poursuit Clark.
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La mesure a été effectuée pour une binaire d’étoiles de l’amas : W13. Or, surprise, l’étoile originale du magnétar devait, d’après les résultat obtenu pour W13, posséder au moins 40 masses solaires. Ce qui est en contradiction avec la théorie qui veut qu’une étoile massive de 10 à 25 masses solaires se transforme lors de la supernova en étoile à neutrons, au-delà de 25 masses solaires en trou noir.
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Cette étoile a du se débarrasser de plus des neuf-dixièmes de sa masse avant la supernova qui l’a transformée en étoile à neutrons, sinon elle serait devenue un trou noir, commente Ignacio Negueruela. “Cette perte énorme de masse est un grand défi à la théorie actuelle de l’évolution stellaire”.
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“Ce qui soulève une épineuse question : quelle masse doit avoir une étoile pour se transformer en trou noir ? Alors que celle-ci, d’au moins 40 masses solaires, ne l’a pas fait !”, conclut Norbert Langer.
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Les astronomes avancent un mécanisme plausible permettant de répondre à cette énigme. L’étoile ancêtre devait avoir un compagnon stellaire. Elles ont toutes les deux évoluées en interagissant, l’énergie provenant de leur danse orbitale proche éjectant des quantités de matières très importantes de l’étoile pro-génitrice du magnétar. Aucun compagnon n’est visible actuellement autour de lui, mais lors de la supernova, la danse orbitale étant brutalement stoppée, elles ont pu être éjectées à grande vitesse hors de l’amas.
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“Si tel est le cas, ce mécanisme suggère que les binaires d’étoiles peuvent jouer un rôle clé dans l’évolution stellaire de perte de poids ; la diète cosmique ultime, pour les étoiles supermassives qui perdent près de 95 % de leur masse initiale” conclut Clark. (Note personnelle, les étoiles supermassives perdent énormément de poids au cours de leur courte vie et sont très généralement liées gravitationnellement à une autre étoile massive)
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Source : site ESO
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