La découverte de la première étoile à neutrons en rotation de la galaxie d'Andromède
La galaxie d'Andromède (ou M31) est la galaxie la plus proche de notre Voie lactée et représente un terrain d'exploration populaire parmi les astronomes. Par une nuit claire et loin de la pollution des lumières de la ville, il est possible de voir Andromède à l'œil nu, et avec des observatoires puissants, il est possible d'examiner la galaxie plus en détails. Ainsi, elle a été étudiée dans le détail pendant des décennies à l'aide de télescopes couvrant tout le spectre électromagnétique. Bien que l'attention des astronomes se porte principalement sur cette galaxie, il reste une classe particulière d'objets célestes qui n'avait jamais été détectée jusqu'à présent: les étoiles à neutrons en rotation. Une étoile à neutrons est constituée de petits résidus extrêmement denses d'une étoile jadis massive qui a explosé pour produire une puissante supernova au terme de sa vie naturelle. Considérées comme les objets stellaires les plus petits que connait la science, elles présentent une vitesse de rotation élevée et peuvent envoyer des pulsations régulières de radiation vers la Terre. Elles sont très courantes dans la Voie lactée. Selon les astronomes, il en existerait plus de 100 millions, mais n'avaient jamais été découvertes dans Andromède. Le projet EXTRAS (Exploring the X-ray Transient and Variable Sky) a été établi pour mettre en place un programme sans précédent visant à chercher et à caractériser des sources variables dans le domaine des rayons X mous de données collectées par le télescope XXM-Newton, par le biais d'une recherche sur les transitions rapides, qui ont échappé à l'analyse de l'image standard, ainsi qu'une recherche et une caractérisation de la variabilité dans des dizaines de milliers de sources sur des laps de temps différents. Grâce à ce processus de recherche systématique à travers les archives de XXM-Newton, les astronomes d'EXTRAS ont découvert le signal d'une source inhabituelle dans Andromède correspondant au profil d'une étoile à neutrons à rotation rapide. L'étoile à neutrons en question, récemment appelée 3XMM J004301.4+413017 tourne autour de son axe à la période de 1,2 seconde et semble s'alimenter d'une étoile voisine qui orbite autour d'elle tous les 1,3 jours. De nombreuses étoiles à neutrons existent dans ces systèmes binaires, ce qui facilite la détection pour les astronomes. Elles «avalent» leur étoile compagnon, pour en extraire du gaz dans leurs champs magnétiques. «Nous pensions détecter des signaux périodiques parmi les objets les plus lumineux à rayons X chez Andromède, conformément aux découvertes antérieures réalisées dans les années 1960 et 1970 dans notre propre galaxie», a commenté Gian Luca Israel, un des astronomes du projet EXTRAS, basé à l'institut national italien d'astrophysique. «Quoique persistants, ces pulsars à rayons X lumineux sont quelque peu particuliers, nous n'étions donc pas complètement sûrs d'en trouver sur Andromède.» L'équipe du projet s'est penchée sur les données d'archives d'Andromède de 2000–13, mais ce n'est qu'en 2015 qu'ils ont enfin pu détecter cet objet dans la spirale externe d'Andromède grâce à deux des 35 tentatives d'observation. Alors que la nature précise du système reste imprécise, les données impliquent qu'il s'agit d'une découverte inhabituelle et exceptionnelle. Les astronomes européens sont désormais en meilleure position pour découvrir davantage d'objets comme 3XMM J004301.4+413017 à l'aide de XMM-Newton et des prochaines missions comme ATHENA, l'observatoire à haute énergie de prochaine génération de l'ESA. Le projet EXTRAS a démarré en septembre 2013 et se poursuivra jusqu'en janvier 2017. Pour plus d'informations, veuillez consulter: site web du projet
Pays
Italie
