Objet étrange: étoile à neutrons PSR J1748-2446

N ° 31: Tourne comme une ballerine trop caféinée

Par Bob Berman  | Publication: vendredi 29 mai 2015

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Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui tournent rapidement, les restes stellaires denses laissés après les explosions de supernova.

Astronomie : Roen Kelly

Quelle est la prétention du PSR J1748-2446 à la célébrité de l'étrangeté? Simple. C'est l'objet céleste le plus rapide de l'univers. C'est aussi une étoile dont la surface n'est pas seulement solide, mais plus dure qu'un diamant. Sa densité est 50 billions de fois supérieure à celle du plomb. Son champ magnétique grésille mille milliards de fois plus intensément que celui de notre Soleil. En un mot, c'est l'exemple le plus extrême d'une étoile à neutrons.  

Une étoile à neutrons se forme lorsque le noyau d'un soleil lourd, avec la masse d'environ quelques millions de Terres, s'effondre dans une minuscule sphère tandis que le reste de son corps se précipite vers l'extérieur lors d'une explosion de supernova. Lorsque cela se produit, la loi de gravité carrée inverse entre dans son mode démo avec vengeance. Parce que cette étoile n'a plus de générateur de fusion, et donc pas de pression vers l'extérieur pour l'empêcher de s'effondrer, la gravité a une main libre. Lorsque l'étoile qui s'effondre devient cinq fois plus petite, sa gravité de surface vers l'intérieur devient 25 fois plus féroce. Lorsque l'étoile rétrécit jusqu'à 100 fois plus petite qu'auparavant, sa gravité de surface aspire maintenant vers l'intérieur avec 100 x 100 (c'est-à-dire 10 000) fois plus de force - et elle continue. Plus l'étoile devient petite, plus son effondrement est violent.

Les étoiles normales à 1 masse solaire cessent de s'effondrer lorsqu'elles sont de la taille de la Terre. Ensuite, la pression de dégénérescence des électrons arrête le spectacle car chaque électron a besoin d'un peu de marge de manœuvre. Mais si la masse d'une étoile est supérieure à 1,4 soleils - la célèbre limite de Chandrasekhar - comme l'était à l'origine le PSR J1748–2446, alors les électrons se coincent dans les protons et l'effondrement continue. À ce stade, les particules atomiques précédemment séparées perdent leur identité. Tout devient un océan neutre de boue ultra-dense, et quelques millions de Terres se regroupent maintenant en une boule de moins de 30 kilomètres de large - une étoile qui pourrait à peine couvrir Los Angeles.

SUPPORT RESTANT. L'amas globulaire Terzan 5 héberge le pulsar milliseconde le plus rapide, PSR J1748–2446, qui tourne 716 fois par seconde. 

ESO / F. Ferraro

Son spin s'enclenche aussi, comme une ballerine trop caféinée. Ces étoiles effondrées tournent souvent 20, 30 ou même 100 fois par seconde. Mais si un soleil neutronique a une étoile compagnon comme celle-ci, alors le nouveau matériau capturé peut l'accélérer encore plus. Le PSR J1748–2446 tourne 716 fois par seconde! 

C'est difficile à visualiser. Dans la vie de tous les jours, la chose qui tourne le plus vite que nous pourrions voir est la lame d'un mélangeur de cuisine ou d'une scie circulaire. Mais ceux-ci ne tournent jamais plus de quelques centaines de fois par seconde. L'équateur de cette étoile se déplace à un quart de la vitesse de la lumière. Cette rotation de 43 000 miles (70 000 km) par seconde serait comme l'équateur terrestre effectuant près de deux tours par seconde au lieu d'un par jour. 

Imaginez y vivre. Les taxes seraient très faibles, mais il y aurait également plusieurs inconvénients importants. La gravité vous écraserait afin que votre protoplasme se répartisse uniformément autour de la surface comme un film d'huile. Vous ne pouviez pas supporter plus d'un atome. Mais si vous pouviez toujours rester conscient, vous verriez chaque étoile dans le ciel traverser le ciel d'un horizon à l'autre en moins d'un millième de seconde, chacune apparaissant comme une ligne continue. L'étude du cosmos pourrait être un défi.

En effet, le PSR J1748–2446 tourne à peu près aussi rapidement que possible. S'il allait plus vite, il jetterait son matériau dans l'espace comme de la crème fouettée jetée dans un ventilateur.

AIMANT EXTRÊME. Les faisceaux de rayonnement émanent de l'axe magnétique d'un pulsar, qui est mal aligné par rapport à l'axe de rotation de l'étoile. Pendant que l'objet tourne, les faisceaux clignotent l'observateur et apparaissent sous forme d'impulsions. 

Astronomie : Roen Kelly

Semblable à un phare, les étoiles à neutrons fournissent des éclats d'énergie rapides à chaque tour, et le PSR J1748–2446 libère une série ultra-rapide cohérente de flashs dans une large gamme de longueurs d'onde. En effet, Jason Hessels de l'Université McGill à Montréal, au Canada, a détecté cet objet pour la première fois aux fréquences radio en 2004. Visuellement, sa lumière semble stable car personne ne peut différencier autant de flashs par seconde, ce qui est 30 fois plus rapide que ceux d'un projecteur de cinéma.

Le seul objet visible qui pourrait théoriquement dépasser la densité de cette «super boule» écrasée est une «étoile de quark». En 2002, les chercheurs ont annoncé avoir trouvé exactement un tel objet, mais il a rapidement été rejeté par presque toute la communauté astrophysique, ce qui a faussé les preuves. . Le record est donc aujourd'hui. 

Ce pulsar le plus rapide de tous les temps est stationné dans un amas d'étoiles globulaires du Sagittaire l'Archer, à 18 000 années-lumière de là, en direction du centre de notre galaxie. Appelé Terzan 5, le cluster est difficile à voir car le gaz poussiéreux de premier plan l'obscurcit fortement. En fait, Terzan 5 est lui-même assez inhabituel, ayant une concentration en étoiles plus élevée que tout autre cluster et abritant également des étoiles nées à différentes périodes. Certains pensent que cet amas est en fait le vestige d'une galaxie naine cannibalisée par notre Voie lactée. 

PSR J1748–2446 est également étrange car il fait partie d'un système d'étoiles binaires. Son compagnon est un géant gonflé qui ne contient néanmoins qu'un septième de la masse de notre Soleil; cette paire tourbillonne autour d'une orbite parfaitement circulaire toutes les 26 heures. Ce faisant, le compagnon passe quotidiennement devant le pulsar, bloquant 40% de sa lumière. Cela ajoute une variation d'horloge précise à ses flashs ultra-rapides, ce qui le rend simultanément variable de deux manières différentes. 

Source: http://www.astronomy.com
Lien:  http://www.astronomy.com/magazine/weirdest-objects/2015/05/31-neutron-star-psr-j17482246?utm_source=asyfb&utm_medium=social&utm_campaign=asyfb&fbclid=IwAR2i-GojC7KJz1qmjQsTzgpITmaAvtBjalgfoQ0LJLrdaZ85qjtfJxmRJXg