Calvera: une étoile à neutrons "à proximité" de la Terre ?

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A l'aide du satellite Swift de la NASA, des astronomes de l'Université McGill et de l'Université d’État de Pennsylvanie ont découvert ce qu'ils pensent être l'étoile à neutrons la plus proche de la Terre. Si cela se révèle vrai, il s'agirait de la huitième étoile à neutrons isolée à être découverte. Contrairement à la majorité des étoiles à neutrons connues, le type isolé n'est pas accompagné de restes d'une supernova ou de compagnons binaires et n'émet pas de pulsations radio.

Vue d’artiste d’une « étoile à neutrons isolée »
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Les étoiles à neutrons

Les étoiles à neutrons proviennent de l'explosion d'une étoile massive, une supernova, dont une partie de l'étoile est éjectée dans l'espace, le reste s'effondrant pour former une étoile à neutrons en rotation très rapide. Il s'agit d'un astre condensé à tel point que, dans un rayon de 10 km, il contient une masse de l'ordre de celle de notre Soleil.

Cette étoile se situe dans la constellation de la Petite Ourse. Elle a été baptisée Calvera, du nom du malfaiteur du film Les sept Mercenaires. Les sept autres étoiles à neutrons isolées connues sont appelées collectivement les Sept Magnifiques.

Sa découverte n'est pas vraiment due au hasard. Elle s'appuie sur les données en rayons X provenant du satellite germano-américain ROSAT, en service de 1990 à 1999, qui ont montré l'existence de "quelque chose" dans cette région de l'Univers.

Structure d'une étoile à neutrons

Une origine inconnue

Les astronomes ont donc dans un premier temps utilisé les télescopes à rayons X du satellite Swift sur l'objet en août 2006 qui a confirmé que la source était toujours présente et continuait à émettre le même niveau de rayons X. Ensuite, des observations réalisées au moyen du télescope Gemini North situé à Hawaï, et d'autres à partir de l'observatoire spatial de rayons X Chandra de la NASA, ont renforcé l'idée d'une étoile à neutrons.

L'emplacement même de Calvera, bien au-dessus du plan de la Voie lactée, fait partie intégrante de son mystère. Il s'agit vraisemblablement des restes d'une étoile qui devait être située dans notre disque galactique avant son explosion en supernova. Afin d'atteindre sa position actuelle, elle a du parcourir une certaine distance en dehors du disque. Mais quelle distance exactement ? L'hypothèse la plus probable est qu'elle soit encore près de son lieu d'origine, et donc près de la Terre. Si cette interprétation est correcte, Calvera se trouve de 250 à 1 000 années-lumière de nous, ce qui ferait d'elle une des étoiles à neutrons les plus proches, sinon la plus proche.

Parce qu'elle est si brillante, et probablement à proximité de la Terre, elle est une cible prometteuse pour plusieurs types d'observations. Afin d'élucider les mystères entourant Calvera, l'équipe prévoit d'autres observations avec Chandra et un radiotélescope pour déterminer si elle émet des pulsations dans les rayons X et le spectre des ondes radioélectriques.

Calvera pourrait représenter la partie émergée de l'iceberg en ce qui a trait aux étoiles à neutrons isolées, affirment les astronomes, le télescope à rayons X de Swift étant la clé pour les trouver. "Il pourrait y en avoir des douzaines".

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bongo1981

C'est marrant une étoile à neutron aussi près (plus ou moins aussi près que Mira Ceti). Elle a sans doute explosé il y a bien longtemps, et a sûrement donné un super spectacle nocturne (mieux que la nébuleuse du Crabe).

Michel
L'emplacement même de Calvera, bien haut au-dessus de la Voie lactée, fait partie intégrante de son mystère. Il s'agirait vraisemblablement des restes d'une étoile ayant explosé lors d'une supernova et s'étant égaré ensuite hors du disque galactique. L'hypothèse la plus plausible est qu'elle soit encore près de son lieu d'origine, et donc près de la Terre. Si cette interprétation est correcte, Calvera se trouve de 250 à 1 000 années-lumière de nous, ce qui ferait d'elle une des étoiles à neutrons les plus proches, sinon la plus proche.

Si je comprends bien, le pulsar n'a pas fait l'objet d'une détection directe, mais l'on a juste établi grossièrement la région où il y a des émissions de rayons X ? supposant que l'on sait exactement l'emplacement de l'étoile progénitrice ? (le hic est pour la dernière interrogation, enfin je ne comprends pas bien la phrase).

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Michel

J'ai retraduit ce passage afin d'être plus proche du texte original de PennState... ce qui ne veut pas dire que ca explique tout ! :heink:
Par ailleurs dans l'artcile de flashespace n'apparait pas le fait que cette étoile ne brille qu'en X et est extremement faible sur le reste du spectre (IR, visible, radio), ce qui la distingue des autres objets observés par ROSAT.

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bongo1981

merci Michel, maintenant je comprends mieux :)
Si j'ai le temps je ferai un tour sur la page anglophone.

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sonic

ce ne sont pas les pulsars qui émettent des ondes radio ?

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bongo1981

http://fr.wikipedia.org/wiki/Pulsar

Du fait de l'émission d'un pulsar cantonnée à un cône, un grand nombre de pulsars sont inobservables depuis la Terre, car celle-ci ne se trouve pas dans le cône balayé par le faisceau de nombreux pulsars. Néanmoins, plus de 2000 pulsars sont connus à l'heure actuelle (2007), la quasi totalité d'entre eux étant situés dans la Voie lactée ou certains de ses amas globulaires, les autres, très peu nombreux, étant situés dans les deux Nuages de Magellan. Il existe une grande variété de types de pulsars (pulsars radio, pulsars X, pulsars X anormaux, magnétars, pulsars milliseconde), dont les propriétés dépendent essentiellement de leur âge et de leur environnement.

Un pulsar qui absorbe du gaz peut très bien émettre des rayons X comme les trous noirs.
Par contre ici le trou noir a l'air isolé, je ne sais pas très bien ce qui cause l'émission de rayons X.

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buck

on ne detecte pas de pulsar dans d'autres galaxies?
pourquoi? pas de bol ou les emissions (X and co) sont absorbees ou il n'y en a pas?

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bongo1981

il y en a sûrement dans d'autres galaxies (par exemple le produit de SN 1987A pour le plus connu était dans une galaxie proche).

Par ailleurs il y a des supernovae de type Ia (parce qu'on en parle beaucoup dans la presse, ce sont les phares de l'espace, et on peut à partir de leur luminosité estimer leur distance).

Pourquoi on en détecte pas dans les autres galaxies ? Ca doit être lié à des difficultés de détection (et puis la probabilité que l'on soit dans l'axe balayé par le pôle nord magnétique est faible).
Il faudrait pouvoir identifier une nébuleuse en expansion par exemple, mais ça doit être difficile vue la distance.

(enfin ce sont des réponses a priori que je donne, je ne suis pas spécialiste des étoiles à neutron).

DA
Damien1

En fait c'est logique qu'il y ai une étoile à neutrons pas très loin d'ici, puisqu'on est là ...

Cette étoile qui, en fin de vie, c'est effondrée en étoile à neutrons tout en éjectant ses couches superficielles de matière (atomes lourds, ...) dans l'espace est peut-être à l'origine du système solaire.
Une partie du nuage de gaz éjecté pet très bien avoir créé le système solaire. Donc cette étoile est peut-être notre génitrice à nous tous. C'est maman !

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sonic

une seule étoile mère de tout le système solaire, je doute un petit peu, mais pourquoi pas...

OS
Oswald_le_fort

En fait, c'est pas aberant, puisque'on retrouve grosso-modo les memes constituants ici et sur mars par exemple. Et en fait, c'est pas un mystere, on a deja montrer que tout le systeme solaire provient de l'accretion des restes d'une novae primordiale (le fait qu'il y ai des elements lourds genre uranium est la preuve). Mais je ne pense pas que ce soit cette etoile a neutron qui soit responsable, mais plutot une etoile qui se trouve plus ou moins la ou se trouve notre soleil...

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sonic

oué, moi je pense aussi que notre soleil est à l'origine de notre système, puisque qu'on gravite autour de lui...mais j'étais pas là pour voir ce qu'il s'est réellement passé... :lol:

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buck

merci bongo
oswald: c'est vrai pour tous les elements plus lourd que le fer :-)
Par contre pourquoi la supernovae devrait etre a la place du coleil?

OS
Oswald_le_fort

J'ai pas dis a la place, mais plus ou moins a la place. Dans notre entourage pour etre plus precis... Ya pas de raison que ce soit au meme endroit. Si ca ce trouve, il etait au niveau de Jupiter (qui aurait pu etre notre soleil par ailleur).
Pour le coup des elements lourds, pour produire de l'uraanium, un bete novae n'est pas assez energetique, donc l'hypothese de la super novae est celle qui est privilegiee. Il est possible de creer des elements plus lourds que le fer dans des etoiles en fin de vie, mais pas tous.

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buck

Je pensais aussi dans l'environement.
Une petite supernova expulserait ses element jusqu'a quelle distance?
J'ai l'impression que ca serait bcp plus loin que notre simple systeme solaire

Pour les elements: j'etais reste a l'idee qu'il en fallait au moins 2 nova pour que ca fasse le compte en presence en et en quantite d'elements

OS
Oswald_le_fort

Le nuage Oort est en fait la limite d'expansion de la novae en question. C'est une "boule" centree plus ou moins sur notre soleil, mais avec un diametre enorme par rapport aa la distance Terre Soleil. Je n'ai plus les chiffres en tete, mais c'est des centaines d'UA... Faut verifier.

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buck

ah ok
Je ne le voyais pas comme ca.
Pour moi le nuage est contemporain de notre systeme, et sa presence etait due a l'ejection de corps lors de laformation du systeme.

OS
Oswald_le_fort

Ben justement... C'est un vestige que la SN...

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buck

vi, c'est juste que je n'avais pas fait la relation :siffle:

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sonic

:_grat: :_grat2:
si notre système solaire est issu des vestiges d'une supernova, d'où vient notre soleil ?

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buck

de ces meme vestiges

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sonic

le soleil n'est-il pas une étoile lui-même ?
notre étoile est issu d'une explosion d'une autre étoile ?

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buck

si c'est une etoile. c'est juste qu'elle s'est formee apres l'explosion de la premiere

en gros:
tu as une etoile qui gonfle et explose (c moman)
tu as tout un tas de trucs eparpille partout.
tu as accretion des elements par effet de gravitation.
L'hydrogene et l'helium se retrouvent concentre au centre
A un certain moment de taillle ca s'allume et cree notre soleil.
Pendant ce temps les bambino de planete se formerent aussi.

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sonic

oué, donc ça expliquerait que la vie est éternelle, puisqu'une étoile qui meurt donne vie à une nouvelle...c'est marrant, mais il n'existe pas le fameux concept de dualité dans ce milieu ?

sauf que notre soleil ne finara pas en supernova, donc il ne donnera pas naissance à une nouvelle étoile...donc finalement, s'il y a peu de supernova, l'expansion c'est beau, mais les galaxies disparaitront quand même...

bizarre comme théorie je trouve

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buck

dualite??? qu'entends tu par la?

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Maulus

hmm, mais la cendre de l'étoile mère, ou'c'est'qu'elle'est alors ?

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sonic

buck
dualite??? qu'entends tu par la?

j'y arrive

buck
si c'est une etoile. c'est juste qu'elle s'est formee apres l'explosion de la premiere
en gros:
tu as une etoile qui gonfle et explose (c moman)...

joli exemple, il est où le papa ?

les concepts de vie sont souvent vus par des dualités si j'ai bien compris...le bien/le mal, l'homme/la femme, la pluie/le beau temps...
mais j'en connais pas trop à ce sujet, c'est juste que je le lis souvent ça et là...

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buck

le papa, euh je pense qu'elle a fait un bebe toute seule :D (ou alors c'est le temps)

au debut c'etait plutot une boutade de ma part :heink:
Mais j'imagine plutot le systeme comme les etre qui se repliquent eux meme, meme si ici l'explosion engendre de nouveaux materiaux.

Maulus: bonne question, aucune idee. Avant ce fil je pensais l'exploson hors de notre systeme. Maintenant je ne sais point

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sonic

mais personne ne sait vraiment comment s'est formé notre système je pense...il doit y avoir des tas de théories.

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buck

cea depend de ce que tu pense qu'il y a derriere l'origine
Si tu dit que l'origine c'est un nuage de poussiere, on a un scenario (accretion des element de proche en proche, migration de certains element (l'hydrogene et l'helium par exemple) vers le centre de masse pour former le soleil ...
Si tu dit que c'est la supernova, ca doit exister mais la je ne sais pas

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sonic

buck
cela depend de ce que tu pense qu'il y a derriere l'origine
Si tu dit que l'origine c'est un nuage de poussiere, on a un scenario (accretion des element de proche en proche, migration de certains element (l'hydrogene et l'helium par exemple) vers le centre de masse pour former le soleil ...

je dirais bien ça, mais, sauf si je me trompe, le soleil n'est pas LE centre, puisqu'il suit lui aussi un orbite par rapport au centre de notre galaxie...et pourtant il représente 99% de la masse totale de notre univers...c'est quand même à n'y rien comprendre

buck
Si tu dit que c'est la supernova, ca doit exister mais la je ne sais pas

je sais pas non plus

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buck

sonic


buck
cela depend de ce que tu pense qu'il y a derriere l'origine
Si tu dit que l'origine c'est un nuage de poussiere, on a un scenario (accretion des element de proche en proche, migration de certains element (l'hydrogene et l'helium par exemple) vers le centre de masse pour former le soleil ...


je dirais bien ça, mais, sauf si je me trompe, le soleil n'est pas LE centre, puisqu'il suit lui aussi un orbite par rapport au centre de notre galaxie...et pourtant il représente 99% de la masse totale de notre univers...c'est quand même à n'y rien comprendre

il faut voir l'ensemble comme des poupee russes qui s'emboitent.
la terre fait partie de notre systeme solaire.
Ce systeme solaire a en son centre (a peu pres, si on concidere les trajectoires circulaire et non pas elliptique) notre soleil.
Autour de lui gravite nous meme et les autres objets de notre systeme qui va de mercure a pluton en ajoputant le nuage d'oort avec son vivier a cometes.
ce systeme fait parti lui de la galaxie qu'on appelle voie lactee.
Cette galaxie fait partie d'un ensemble de galaxie ... (apres je sais plus)

La masse du soleil represnte oui a peu pres 90-99% de la masse de notre systeme solaire, mais pas de la galaxie qui est composee de millard d'autres soleils

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Maulus

en fait il y a plusieurs scénarios mais les plus probable sont ceux ci :

  • le disque d'accrétion vient du début de la formation du soleil à partir d'une partie de l'explosion en super novae d'une étoile très massive. ainsi les étoiles proches de nous pourait aussi en être des résidus aggloméré comme nous ou des restes de nuage comme celui de Oort.

  • le disque d'accrétion vient du début de la formation du soleil à partir d'une nébuleuse primordiale dans laquelle la plupart des particules ont coagulée en étoile et planète. les plus massives redistribuant les premières leurs élements lourds tel que l'uranium présent dans le système solaire.

les deux théories sont à la fois en contradiction et en addéquation parce que notre soleil est plutot jeune, que les étoiles autour de nous ne sont pas du meme age. Mais aussi parce que notre région de la galaxie semble très calme depuis très longtemps et que malgrès tout, nous avons des élements lourds dans la roche.

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bongo1981

D'après la nucléosynthèse primordiale, il n'y avait pas d'éléments au delà du lithium. Les éléments lourds ont été synthétisés par les étoiles massives comme vous le dites bien. En fait une première génération d'étoile lourd a disséminé des noyaux lourds dans l'espace, certains noyaux proviennent des couches externes des étoiles agonisants, d'autres proviennent des dernières couches éjectées par une étoile à neutron (pour information une étoile entre 2 et 8 masses solaires donnent une étoile à neutron, au cours de leur vie, elles éjectent entre 0.5 et 6.5 masses solaires aboutissant à une étoile à neutron autour de 1.6 masses solaires maxi).
Comme par exemple la nébuleuse du Crabe, le pulsar a éjecté énormément de matière, ces éléments lourds peuvent s'étendre sur des dizaines, voire des centaines d'al (cf l'étoile qui ressemble à une étoile filante, ou le rayon de la nébuleuse du Crabe) augmentant la "métallicité" des nébuleuses planétaires etc...

Oswald_le_fort
Le nuage Oort est en fait la limite d'expansion de la novae en question. C'est une "boule" centree plus ou moins sur notre soleil, mais avec un diametre enorme par rapport aa la distance Terre Soleil. Je n'ai plus les chiffres en tete, mais c'est des centaines d'UA... Faut verifier.

Pour le rayon c'est environ 100 UA. Par contre je ne pense pas qu'une étoile à neutron ait été près du centre du nuage de Oort (sinon comment la matière enrichie en éléments lourds se condenserait ?).
Il est possible qu'une supernova ait explosé pas très loin du système solaire éjectant des éléments lourds, et qu'un peu plus tard un autre étoile passe près de la nébuleuse perturbant assez le nuage pour qu'ils se condense, se fragmente en protoétoile, et proto planète etc...

sonic
oué, donc ça expliquerait que la vie est éternelle, puisqu'une étoile qui meurt donne vie à une nouvelle...c'est marrant, mais il n'existe pas le fameux concept de dualité dans ce milieu ?

Ah je ne sais pas ce que c'est la dualité, mais je pense comprendre ta question. Environ 10% de l'hydrogène composant une étoile est transformé en hélium, le reste retourne dans l'espace ou condensé dans une étoile à neutron.
Et je crois qu'il y a très peu de matière baryonique lumineuse (1% quelque chose comme ça), tout le reste est froid et invisible.

Maulus> pas trop mal ce que tu dis, nous sommes dans un des bras d'une galaxie spirale (barrée en plus), donc population jeune, par opposition au bulbe qui est plus vieux.