Des pulsars "veuve noire" et "redback" vicieux à clignotement rapide parsèment le ciel nocturne. Ces étoiles violentes font exploser leurs petits partenaires stellaires en les fouettant dans des orbites binaires serrées, cannibalisant les plus petits partenaires dans le processus. Et, dans un nouvel article, les scientifiques ont révélé l'origine de ces étoiles affamées.
Ce n'est pas un hasard si les astronomes ont nommé ces systèmes - des endroits dans l'espace où une minuscule, lourde étoile à neutrons à rotation rapide se dynamise en déchirant un petit partenaire binaire - après des araignées mortelles. Les femelles rousses et veuves noires mangent le mâle vivant après le rapport sexuel. (Dans les étoiles, comme dans les araignées, les veuves noires se connectent à des partenaires plus petits.) Les veuves rouges et noires sont des sous-catégories de "pulsars millisecondes", des étoiles à neutrons qui tournent si vite qu'elles font clignoter la Terre toutes les quelques fractions de millisecondes. Mais, jusqu'à présent, personne ne pouvait expliquer comment ces méchantes étoiles se sont formées.
Les étoiles à neutrons sont les restes ultradenses d'étoiles effondrées. Pas plus larges qu'une petite ville, elles l'emportent néanmoins sur notre soleil. Les scientifiques ont dû inventer une toute nouvelle physique pour expliquer comment la matière se comporte en eux. (Mais contrairement aux trous noirs, ils ne sont pas assez denses pour former des singularités.) Les scientifiques les appellent des pulsars, car ils apparaissent souvent aux télescopes comme des sources de lumière pulsant régulièrement. La plupart tournent beaucoup plus vite que les étoiles normales et leurs rotations régulières peuvent agir comme des horloges qui tournent dans l'espace.
Mais une étoile à neutrons seule ne tournera généralement pas assez vite pour être un pulsar à la milliseconde, ont écrit les chercheurs dans la nouvelle étude. Une source d'énergie externe doit donner un coup de pied au pulsar jusqu'à sa vitesse de rotation. C'est pourquoi la plupart des pulsars millisecondes apparaissent dans les systèmes binaires. Les astronomes pensent que typiquement, une naine blanche s'effondre dans une étoile à neutrons, puis à un moment donné, la ligne commence à aspirer un flux de matière de son jumeau binaire. L'énergie de ce flux de matière fait tourner l'étoile à neutrons beaucoup plus rapidement qu'à la naissance.
Les dos rouges et les veuves noires ne conviennent généralement pas à ce modèle. Souvent, le partenaire le plus lourd de leurs petits systèmes binaires, enfermés dans des orbites étroites, leurs faisceaux de rayons X intenses font exploser la matière de la surface de leur étoile compagnon, projetant cette étoile miniature dans l'espace puis la réintroduisant avec gravité. Les masses et les énergies se déplaçant autour de ces systèmes sont très inhabituelles par rapport aux systèmes pulsar millisecondes typiques. En conséquence, les chercheurs ont écrit que le modèle normal de la façon dont les étoiles compagnes accélèrent les pulsars millisecondes ne semble pas s'appliquer.
Dans le nouvel article, publié le 14 août dans The Astrophysical Journal, une équipe de chercheurs a affiné ce modèle. Leur article prend en compte la puissante énergie magnétique des étoiles à neutrons et montre comment le magnétisme d'une étoile à neutrons pourrait confiner toute la matière décollée de l'étoile compagnon aux pôles nord et sud de l'étoile à neutrons. Cela change la mécanique sous-jacente de la situation, ont-ils écrit, et montre que même le plus petit partenaire des systèmes de redback et de nombreux systèmes de veuve noire pourrait accélérer les pulsars à des vitesses en millisecondes.
Cette théorie du magnétisme ne peut cependant pas expliquer toutes les veuves noires que nous connaissons. Mais ce travail devrait éliminer le besoin de certaines théories plus dramatiques - comme celle publiée dans The Astrophysical Journal en 2015, suggérant que peut-être ces sortes d'étoiles à neutrons naissent simplement comme des pulsars millisecondes et n'ont pas besoin d'aide pour accélérer.
