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Les astronomes ont l'habitude de jouer avec les extrêmes, mais personne n'avait jamais
découvert quelque chose de semblable : une paire d'étoiles superdenses, séparées par une
faible distance de 130 000 km, prises dans une embrassade gravitationnelle, l'une tournant
autour de l'autre en 11,5 minutes et qui crache des rayons X à une température de 30 millions
de degré Celsius. |
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Comme le dit Nocholas White de l'observatoire EXOSAT de l'Agence européenne de l'espace
située à Darmstadt en Allemagne de l'Ouest : "Nous sommes en présence d'un système
qui pourrait entrer entre la Terre et la Lune et qui génère 100 000 fois la luminosité du
Soleil." |
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Cette luminosité se manifeste non pas surtout dans le
visible, mais dans le rayonnement X invisible, en devenant momentanément plus intense
à toutes les 11,5 minutes, comme une horloge. C'est grâce à cette brillante luminosité
que EXOSAT, un satellite de détection des rayons X, a pu découvrir ces étoiles binaires
qui sont cachées à un télescope ordinaire par un amas globulaire d'étoiles situé à 20 000
A.L. de la Terre. |
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Les nouvelles "stars" sont parmi les êtres
les plus bizarres du zoo céleste. Selon White et ses collègues, un des
membres de l'étrange duo est une étoile à neutrons ; les restes d'une
étoile géante qui s'est effondré sous sa propre gravité et a
explosé en laissant une balle de neutrons très dense et en grande
rotation. Aussi incroyable que cela puisse paraître, cette balle qui
est plus massive que le Soleil, mesure seulement 15 km de diamètre et
est tellement dense qu'un centimètre cube (cc) aurait un poids de 5
millions de tonnes sur la Terre.
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Sa compagne de danse céleste est une naine blanche,
c'est à dire une étoile agonisante ayant déjà possédé la masse et
les dimensions du Soleil. Elle a brûlé son combustible et a rétréci
jusqu'à environ trois fois les dimensions de la Terre. Cependant cette
naine brille encore comme un tison.
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Placez les deux ensemble et le feu d'artifice débute.
La colossale gravité de l'étoile à neutrons soulève des marées si
énormes sur son compagnon que des gaz en grande quantité sont
arrachés de la surface de la naine blanche et sont mis en orbite autour
de l'étoile à neutrons, formant alors un disque d'accrétion. Une
partie de ce matériel tombe continuellement en spirale et se fracasse
à la surface de l'étoile à neutrons au taux d'un milliard de tonne
par seconde et si violemment qu'il explose littéralement.
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Un "codécouvreur" William Priedhorsky du
National Laboratory de Los Alamos déclare : "Une étoile à
neutrons peut transformer environ 10% de la matière qui tombe sur elle
en radiations. Si vous laissiez tomber une guimauve, vous obtiendriez
l'énergie de la bombe d'Hiroshima." Un milliard de tonnes de
guimauve crée donc une éclaboussure d'autant plus énorme. La
stupéfiante énergie de cette explosion perpétuelle fuit vers
l'extérieur en un flux constant de rayon X.
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Priedhorsky, White et un collègue Luidgi Stella,
aussi du laboratoire de l'Agence européenne de l'Espace étaient à
Darmstadt analysant des données du défunt satellite EXOSAT, lorsqu'ils
firent leur découverte. Ils cherchaient des variations de la
luminosité d'une source familière de rayon X connue des astronomes
sous le nom de 4U182030. Le fait que la mystérieuse source émette des
rayons X impliquait que c'était un système binaire constitué d'une
étoile fournissant la matière et l'énergie à une vorace étoile à
neutrons. Les variations dans l'intensité des rayons X pouvaient
fournir des indices sur la nature de ce système. Pour la plupart des
binaires, les irrégularités périodiques causées par le mouvement
orbital des étoiles sont de plusieurs heures. Les variations en
millième de seconde d'un autre côté sont dues à la rapide rotation
de l'étoile à neutrons.
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Pas cette fois. "Priedhorsky remarqua une
variation fortuite dans les données" dit White, "alors nous
avons fait une rapide analyse, et à notre grand étonnement, il y avait
une pointe à chaque 685 secondes." En révisant les données des
observations antérieures, l'équipe découvrit l'évidence du même
phénomène depuis dix ans. Le fait que la période demeure
virtuellement constante pendant ce temps confirma que les variations
étaient de caractère orbital. Si elles avaient été causées par la
rotation de l'étoile à neutrons, elles auraient graduellement
accéléré. En effet le moment angulaire du matériel venant du disque
d'accrétion s'additionne à celui de l'étoile à neutrons augmentant de
ce fait sa vitesse de rotation. Étant donné la période orbitale de
11,5 minutes du système et la masse de l'étoile à neutrons (toutes
ont approximativement la même), les scientifiques purent calculer que
les deux étoiles sont séparées par seulement 130 000 kilomètres.
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Le consensus parmi les experts en systèmes binaires
est que celui-ci est apparu lorsque deux étoiles d'abord indépendantes
sont entré en collision ou ont passé près. Ils croient que de telles
rencontres sont communes dans les amas globulaires où les étoiles sont
un million de fois plus entassées que dans les environs du Système
Solaire. Et tous sont d'accord pour affirmer que cette découverte
servira de laboratoire cosmique, apportant des informations au sujet de
la dynamique et de l'évolution des étoiles en interaction.
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L'astrophysicien Bohdan Paczynski de Princeton
déclare : « C'est un type de binaire qui n'avait pas été vu
auparavant ; une naine blanche assez proche pour transférer de la
matière à une étoile à neutrons. C'est presque le système rêvé à
étudier puisqu'il est très simple. D'habitude la nature n'est pas si
généreuse. »
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