J0008+0128 : un objet invisible repéré avec Gaia défie les modèles
Un objet invisible d'environ 20 km tourne autour d'une géante rouge. Des milliers de simulations n'expliquent pas sa formation.
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giftdetect · le bon cadeau en quelques minutesQuelque chose d'invisible tourne autour d'une géante rouge, à quelques milliers d'années-lumière, et personne ne sait comment il est arrivé là. L'objet, baptisé J0008+0128, est plus lourd que ne le permettent les modèles d'évolution stellaire, du moins s'il s'agit bien d'une étoile à neutrons, comme le soupçonnent les astronomes.
On ne peut évidemment pas le voir : il mesure environ 20 km. Les chercheurs l'ont donc étudié à travers sa partenaire, la géante rouge, facile à observer. Sa vitesse radiale (son mouvement d'approche ou d'éloignement) vient des relevés LAMOST et SDSS/APOGEE, ainsi que du Nordic Optical Telescope. Les mesures astrométriques du satellite européen Gaia ont complété le tableau des mouvements et permis de déterminer l'orbite. Les spectres à haute résolution ne montrent aucune raie qui pourrait appartenir à une seconde étoile ordinaire.
Pourquoi J0008+0128 est-il si étrange ?
La géante rouge pèse entre 1,2 et 2,7 masses solaires. Le compagnon caché se situe entre 1,8 et 2,8 masses solaires. La période orbitale est d'environ 1 220 jours, avec une excentricité d'environ 0,1, donc une orbite assez proche du cercle. Elle est aussi trop large pour que le compagnon ait grossi en arrachant de la matière à sa voisine.
C'est cette combinaison qui pose problème. S'il s'agit d'une étoile à neutrons, elle appartient à une catégorie très massive jamais observée, que les modèles ne reproduisent même pas. L'équipe a lancé des milliers de simulations, dont les modèles d'évolution des binaires POSYDON. Aucune n'a recréé le système.
Comment cet objet a-t-il pu se former ?
Deux pistes sont envisagées. Soit une étoile à neutrons exceptionnellement massive est née directement d'une supernova. Soit le système était autrefois triple, et deux de ses composantes ont fusionné : une étoile à neutrons avec une étoile ordinaire, ou deux étoiles à neutrons.
Ce que cela changerait
Mieux connaître l'objet aiderait à situer la frontière entre étoiles à neutrons et trous noirs, et à comprendre quelles étoiles finissent sous quelle forme après leur supernova. On saurait aussi jusqu'où la matière peut être dense avant de s'effondrer en trou noir. Si c'est bien une étoile à neutrons, la découverte pourrait même révéler du nouveau en physique.
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