Les astronomes ont détecté un motif rare dans les sursauts de rayons X provenant d'un système d'étoiles à neutrons à pas plus de 16 300 années-lumière de distance.
Ce système stellaire, MAXI J1621−501, est apparu pour la première fois le 9 octobre 2017, dans les données du Swift / XRT Deep Galactic Plane Survey, comme un point étrange dans l'espace clignotant de manière imprévisible avec des rayons X. C'était un signe, ont écrit les chercheurs dans un nouvel article, d'un système binaire contenant à la fois une étoile normale et une étoile à neutrons ou un trou noir. Les étoiles à neutrons et les trous noirs peuvent créer des modèles de rayons X imprévisibles car ils absorbent la matière de leurs étoiles compagnes, mais de manières très différentes.
Dans les trous noirs, comme Live Science l'a déjà signalé, les rayons X proviennent de la matière qui accélère à des vitesses extrêmes et génère une énorme friction lorsqu'elle tombe vers le puits de gravité. Dans les étoiles à neutrons - cadavres superdenses d'étoiles géantes qui ont explosé mais ne se sont pas effondrées en singularités - les rayons X proviennent d'explosions thermonucléaires sur leurs croûtes extérieures. Quelque chose fait fondre des atomes sur les parties les plus externes de ces étoiles étranges, libérant d'énormes énergies qui ne se trouvent généralement qu'au plus profond des étoiles (ainsi que dans le cœur de puissantes bombes à hydrogène). Une partie de cette énergie s'échappe sous forme de rayons X.
Alors que la matière d'une étoile normale se brise en une étoile à neutrons ultra-haute et ultra-lourde, ces explosions thermonucléaires créent des nuages de champignons suffisamment brillants pour être vus avec des télescopes à rayons X. Les auteurs de ce nouvel article, publié en ligne le 13 août dans la revue de préimpression arXiv, montrent que les explosions de rayons X du MAXI J1621−501 proviennent d'explosions thermonucléaires à la surface de l'étoile à neutrons du duo - et que la lumière de ces les explosions thermonucléaires suivent un schéma qui se répète environ tous les 78 jours.
La source de ce modèle n'est pas entièrement claire. Les scientifiques n'ont trouvé qu'une trentaine d'autres lumières dans l'espace qui scintillent de cette façon, ont écrit les chercheurs. Ils se réfèrent à des modèles comme celui-ci comme des «périodes superorbitales». En effet, le motif suit un cycle qui dure beaucoup plus longtemps que l'orbite des étoiles binaires les unes autour des autres, ce qui dans le cas du MAXI J1621−501 ne prend que 3 à 20 heures.
La meilleure explication de cette période de 78 jours, ont écrit les auteurs, provient d'un article publié dans la revue Monthly Notices de la Royal Astronomical Society en 1999. Les étoiles à neutrons dans des systèmes binaires comme celui-ci, ont écrit les auteurs, sont entourées de nuages tourbillonnants de matériau qui est aspiré de l'étoile régulière et vers l'étoile à neutrons, créant une jupe gazeuse en rotation appelée disque d'accrétion.
Un modèle simple de ces disques de nuage suggère qu'ils sont toujours alignés dans une direction - ils ressembleraient aux anneaux entourant Saturne si vous deviez suivre la planète dans l'espace, fixant les anneaux. Dans ce modèle, vous ne verriez jamais de changement dans la lumière des rayons X, car vous regarderiez toujours au même endroit sur le disque d'accrétion entre vous et l'étoile à neutrons. Le seul changement à la lumière proviendrait de changements dans les explosions thermonucléaires elles-mêmes.
Mais la réalité est plus compliquée. Ce qui se passe probablement, ont écrit les auteurs, c'est que le disque tourbillonnant autour de l'étoile à neutrons dans ce système binaire vacille du point de vue de la Terre, comme un sommet sur le point de basculer. Parfois, l'oscillation met plus de disque entre l'étoile à neutrons et la Terre, parfois moins. Nous ne pouvons pas voir le disque lui-même. Mais si cette oscillation se produit et qu'elle fait traverser le disque entre nous et l'étoile tous les 78 jours, cela créerait le modèle observé par les astronomes.
Les astronomes ont regardé MAXI J1621−501 pendant 15 mois après la découverte de 2017, ont écrit les chercheurs, et ont vu le motif se répéter six fois. Cela ne s'est pas répété parfaitement, et il y avait d'autres creux plus petits dans la lumière des rayons X. Mais le disque vacillant reste de loin la meilleure explication possible de ce modèle de rayons X étrange dans l'espace.
