Une étoile à neutrons avec des yeux plus gros que le ventre
Le satellite XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne (ESA) vient d’observer une étrange scène du théâtre stellaire: l'éruption d'une étoile à neutrons dotée d’un monstrueux appétit. La gloutonne s’est trahie aux yeux des chercheurs de l’Université de Genève (UNIGE) par son rayonnement, qui a augmenté d'un facteur 10'000, alors même qu’elle venait d’engloutir une énorme quantité de matière.
Les étoiles à neutrons résultent de l'effondrement du cœur d'une étoile massive dans un rayon d'environ cinq kilomètres ; caractérisées par une densité si extraordinaire que leur gravité attire tout ce qui passe à leur proximité, elles intéressent bien sûr les astronomes. L’une d’elles vient de retenir particulièrement l’attention d’une équipe de l’UNIGE. Elle orbite autour d'une autre étoile, géante celle-ci, qui éjecte du gaz sous forme d’un vent stellaire constitué de grumeaux beaucoup plus grands que l'étoile à neutrons. "Une énorme bulle de gaz éjectée par l'étoile a frappé l'étoile à neutrons en émettant du rayonnement X ; c’est ce phénomène lumineux que nous avons observé", explique Enrico Bozzo, premier signataire de la publication qui rend compte de cette recherche dans la revue Astronomy & Astrophysics.
L’éruption de rayons X a duré quatre heures ; elle provient du gaz chauffé à plusieurs millions de degrés et qui tombe sur l'étoile à neutrons. Seule une petite partie de la bulle de vent stellaire est entrée en contact avec l'étoile à neutrons en la frappant. Sans cette portion congrue, la bulle aurait continué son chemin et n'aurait pas été détectée.
Les instruments scientifiques d'XMM-Newton ont enregistré ce sursaut lumineux par hasard, au cours de l’observation d’une source découverte par le satellite INTEGRAL. Environ dix jours après l'observation, Enrico Bozzo et ses collègues ont recueilli les données et ont rapidement réalisé qu'ils avaient affaire avec quelque chose de particulier. Ils ont alors pointé le satellite dans la bonne direction pour voir l'éruption. En effet, l’observation était suffisamment longue pour que le phénomène soit étudié du début à la fin. "Pour un tel objet, on ne peut s'attendre à une éruption de rayons X de cette magnitude que quelques fois par an", affirme Enrico Bozzo, qui apprécie la chance de son équipe.
Les astrophysiciens ont ensuite évalué la taille et la masse de la bulle de gaz. Elle mesure 16 millions de km, soit environ 4’000 fois plus grande que la Lune, mais pour une masse équivalant à un millième de celle de notre satellite naturel. Ces mesures caractérisent la nature des vents stellaires in situ. Alors que toutes les étoiles expulsent de la matière dans l'espace, générant ainsi un vent stellaire, l'éruption de rayons X montre que cette étoile ne produit pas un vent homogène, mais des grumeaux. Des grumeaux dont la taille et la masse titanesques font s’interroger les spécialistes au sujet des mécanismes de formation des vents à la surface des étoiles.
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