Communiqué de presse

Une étoile morte entourée de lumière

Les données de MUSE pointent vers une étoile à neutrons isolée au-delà de notre galaxie

5 avril 2018

De nouvelles images du Very Large Telescope de l'ESO au Chili et d'autres télescopes révèlent un riche paysage d'étoiles et de nuages lumineux de gaz dans l'une de nos galaxies voisines les plus proches, le Petit Nuage de Magellan. Les images ont permis aux astronomes d'identifier un corps stellaire insaisissable enfoui parmi les filaments de gaz fruit d’une explosion de supernova vieille de 2000 ans. L'instrument MUSE a été utilisé pour établir où cet objet insaisissable se cache, et les données existantes de l'observatoire en raton X Chandra ont permis de déterminer qu’il s’agissait d’une étoile à neutrons isolée.

De nouvelles images spectaculaires, créées à partir de clichés de télescopes terrestres et spatiaux [1], racontent l'histoire de la recherche d’un objet disparu insaisissable caché au milieu d'un enchevêtrement complexe de filaments gazeux dans le Petit Nuage de Magellan, à environ 200 000 années-lumière de la Terre.

De nouvelles données de l'instrument MUSE sur le Very Large Telescope de l'ESO au Chili ont révélé un anneau de gaz remarquable dans un système appelé 1E 0102.2-7219, s'étendant lentement dans les profondeurs de nombreux autres filaments de gaz et de poussière en mouvement rapide laissés derrière après une explosion de supernova. Cette découverte a permis à une équipe dirigée par Frédéric Vogt (membre du programme Fellow de l’ESO au Chili), de retrouver la première étoile à neutrons isolée à faible champ magnétique située au-delà de notre galaxie, la Voie lactée.

L'équipe a remarqué que l'anneau était centré sur une source de rayons X qui avait été détectée des années auparavant et désignée p1. La nature de cette source était restée un mystère. En particulier, on ne savait pas si p1 se trouvait réellement à l'intérieur du résidu ou derrière lui. Ce n'est que lorsque l'anneau de gaz - qui comprend à la fois du néon et de l'oxygène - a été observé avec MUSE que l'équipe scientifique a remarqué qu’il encerclait parfaitement p1. La coïncidence était trop grande, et ils se sont rendu compte que p1 devait se trouver dans les résidus de la supernova. Une fois l'emplacement de p1 connu, l'équipe a utilisé des observations en rayons X existantes de cette cible réalisées à partir de l'observatoire en rayon X Chandra afin de  déterminer qu'il devait s’agir d'une étoile à neutrons isolée, à faible champ magnétique.

Pour reprendre les mots de Frédéric Vogt : "Si vous cherchez une source ponctuelle, il n'y a rien de mieux que lorsque l'Univers dessine littéralement un cercle autour d'elle pour vous montrer où regarder".

Lorsque des étoiles massives explosent en tant que supernovae, elles laissent derrière elles une toile de gaz chaud et de poussière, connue sous le nom de residus de supernova. Ces structures turbulentes sont la clé de la redistribution des éléments plus lourds - qui sont créés par les étoiles massives au fur et à mesure qu'elles vivent et meurent - dans le milieu interstellaire, où elles finissent par former de nouvelles étoiles et planètes.

Généralement d’à peine dix kilomètres de diamètre, mais pesant plus que notre Soleil, on pense que les étoiles à neutrons isolées à faible champ magnétique sont abondantes dans l'Univers. Elles sont toutefois très difficiles à trouver parce qu'elles ne rayonnent qu'aux longueurs d'onde des rayons X [2]. Le fait que la confirmation de p1 en tant qu'étoile à neutrons isolée ait été rendue possible par des observations optiques est donc particulièrement intéressant.

Liz Bartlett, co-auteure de l’article (également du programme fellow de l'ESO au Chili), résume cette découverte : " C'est le premier objet de ce genre à être confirmé au-delà de la Voie lactée. Cette découverte a été rendue possible grâce à l'utilisation de MUSE qui a permis de nous orienter. Nous pensons que cela pourrait ouvrir de nouvelles voies de découverte et d'étude pour ces vestiges stellaires insaisissables."

Notes

[1]  L'image combine les données de l'instrument MUSE sur Very Large Telescope de l'ESO au Chili, du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA et de l'observatoire en rayons X Chandra de la NASA.

[2] Les étoiles à neutrons hautement magnétiques en rotation sont appelées des pulsars. Ils émettent fortement dans le domaine radio ainsi qu’à d'autres longueurs d'onde et sont plus faciles à trouver, mais ils ne représentent qu'une petite fraction de toutes les étoiles à neutrons dont on prévoit l'existence.

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article intitulé “Identification of the central compact object in the young supernova remnant 1E 0102.2-7219”, par Frédéric P. A. Vogt et al. publié dans la revue Nature Astronomy.

L’équipe est composée de Frédéric P. A. Vogt (ESO, Santiago, Chili & ESO Fellow), Elizabeth S. Bartlett (ESO, Santiago, Chili & ESO Fellow), Ivo R. Seitenzahl (University of New South Wales Canberra, Australie), Michael A. Dopita (Australian National University, Canberra, Australie), Parviz Ghavamian (Towson University, Baltimore, Maryland, USA), Ashley J. Ruiter (University of New South Wales Canberra & ARC Centre of Excellence for All-sky Astrophysics, Australie) and Jason P. Terry (University of Georgia, Athens, USA).

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, la Pologne, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope géant (ELT pour Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel.

Liens

• L’article scientifique dans la revue Nature Astronomy
• Photos du VLT

Contacts

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ESO Fellow
Santiago, Chile
Courriel: fvogt@eso.org

Elizabeth S. Bartlett
ESO Fellow
Santiago, Chile
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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1810.