Mettez une géante rouge dans votre moteur

article de Laurent Laveder
15 FEVRIER 2002

Jusqu\'à présent, tous les pulsars millisecondes étaient accompagnés d\'une naine blanche. Ce n\'est pas le cas de PSR J1740-5340 (qui a une période de rotation de 3,65 ms) autour duquel tourne une étoile rouge de diamètre plus grand qu\'à l\'accoutumée. Il s\'agirait d\'un stade intermédiaire dans l\'évolution d\'une géante rouge en naine blanche. Actuellement, une grande quantité de gaz entoure le système stellaire. Il provient de l\'étoile rouge et sera éjecté par le pulsar (incapable d\'absorber ce gaz à cause de sa récente vitesse de rotation).
Jusqu'à présent, tous les pulsars millisecondes étaient accompagnés d'une naine blanche. Ce n'est pas le cas de PSR J1740-5340 (qui a une période de rotation de 3,65 ms) autour duquel tourne une étoile rouge de diamètre plus grand qu'à l'accoutumée. Il s'agirait d'un stade intermédiaire dans l'évolution d'une géante rouge en naine blanche. Actuellement, une grande quantité de gaz entoure le système stellaire. Il provient de l'étoile rouge et sera éjecté par le pulsar (incapable d'absorber ce gaz à cause de sa récente vitesse de rotation).

ESA, Francesco Ferraro (Observatoire astronomique de Bologne)

Une observation conjointe menée par le télescope spatial Hubble et le radiotélescope de Parkes a permis de découvrir un étonnant couple stellaire : un pulsar milliseconde ayant pour compagnon une étoile rouge enflée. C'est la première fois qu'un tel astre double est découvert. Et comme souvent, les astronomes ont déjà une théorie pour expliquer l'origine de l'objet.

Les pulsars sont des étoiles à neutron dont le faisceau électromagnétique balaye la Terre à intervalle très régulier. Certains d'entre eux tournent très rapidement. Alors que les pulsars les plus lents effectuent un tour sur eux-même en 4 secondes, les plus rapides ne mettent que quelques millisecondes. Ces derniers sont donc appelés "pulsars millisecondes".

Le pulsar joue les patineuses

Les pulsars doivent leur étonnante vitesse à la conservation du moment cinétique. Ce phénomène est bien connu : c'est celui qui fait accélérer une patineuse lorsqu'elle ramène ses bras le long de son corps. Il en va de même pour les pulsars qui conservent le moment cinétique de l'étoile dont elles sont originaires. En voyant leur diamètre se réduire considérablement (une étoile de quelques millions de kilomètres de diamètre peut engendrer un pulsar d'une dizaine de kilomètres à peine !), elles accélèrent très nettement leur rotation pour conserver leur moment cinétique. Mais la simple conservation du moment cinétique ne suffit pas à expliquer l'incroyable vitesse de rotation d'un pulsar milliseconde.

Une géante rouge pour accélérer encore

Ce type d'astre est systématiquement accompagné d'une naine blanche. C'est justement cette étoile qui est à l'origine de l'accélération du pulsar. Les astronomes pensent que de la matière s'écoule du compagnon, à l'origine une étoile géante rouge, vers le pulsar (qui n'est alors qu'un simple pulsar tournant à vitesse normale). Ce processus augmente progressivement la vitesse de rotation du pulsar et vide lentement la géante rouge de sa matière. Cette dernière se transforme lentement en naine blanche. Le transfert de matière cesse, mais le pulsar est devenu un pulsar milliseconde.

La récente trouvaille d'une équipe d'astronomes de l'observatoire astronomique de Bologne (dirigée par Francesco Ferraro), c'est un pulsar milliseconde, nommé PSR J1740-5340, accompagné d'une étoile rouge enflée. Ce n'est ni une géante rouge (bien plus grande), ni une naine blanche (bien plus petite). Par contre, elle est au moins 5 fois plus grande qu'une étoile de masse comparable. C'est donc un stade d'évolution intermédiaire que les astronomes ont découvert. Pour le moment le seul couple de ce type.

Possible capture ?

Cependant, les scientifiques n'excluent pas une autre possibilité. Il est envisageable que le compagnon du pulsar soit une étoile qu'il a capturée. Le couple étant situé dans l'amas globulaire NGC 6397, il n'est pas exclu que la densité d'étoiles ait favorisé la capture d'une étoile par le champ gravitationnel du couple pulsar-naine blanche. Puis la nouvelle-arrivée aurait chassé la naine blanche en perturbant sa trajectoire.

C'est donc la première fois qu'une étoile rouge enflée est détectée autour d'un pulsar. Ca n'est pas à proprement parler une surprise, puisque c'est sans doute un stade intermédiaire dans le développement d'un couple pulsar-étoile. Attendons de nouvelles observations, qui ne manqueront pas de se produire, pour confirmer ou infirmer la théorie.

Dans notre dictionnaire de l'astronomie...

"La nuit étoilée à Saint-Remy", de Van Gogh.<br>Pour voir l'Univers tel qu'il est, il faut soit la rigueur du scientifique, soit la sensibilité de l'artiste.Tout le reste n'est qu'illusion...
à lire aussi...
Etoile
Coupe d'une étoile à neutrons
à lire aussi...
Etoile à neutrons
amas globulaire | astre | astronome | astronomie | champ gravitationnel | amas globulaire | astre | astronome | astronomie | champ gravitationnel | électromagnétique | étoile rouge