Binaire bizarre
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Un étrange couple céleste

Deux étoiles massives poussent la promiscuité très loin.

Article du Time magazine, traduit par Guy Gobeil, professeur de physique à la polyvalente des Appalaches.

Binaire bizarre

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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.

 

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."

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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.

 

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. »

 

Time magazine, décembre 1986, p. 114-115 (M.D. Lemonick)
Traduction réalisée par Guy Gobeil

 

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Dernière modification: 12 avril, 2003