Ils sont là. Des millions d’entre eux. Dispersés à travers la Voie Lactée comme des éclats d’obus cosmiques, silencieux et sombres. Nous savons que les étoiles à neutrons devraient être partout. Laissé sur place après que des étoiles massives se soient explosées lors d’explosions de supernova. Ils sont censés être les fantômes de notre galaxie.
Encore. La plupart restent invisibles.
Une nouvelle étude dans Astronomy and Astrophysics indique que le télescope spatial romain Nancy Grace de la NASA pourrait enfin résoudre cet angle mort. Le plan n’est pas de les voir briller. C’est pour observer ce qui arrive à la lumière derrière eux.
“La plupart des étoiles à neutrons sont relativement sombres et autonomes.” – Zofia Kaczmareik, Université de Heidelberg
Ils sont incroyablement difficiles à trouver. Seul dans le noir. Kaczmarek, qui a dirigé l’étude, sait à quel point ces questions sont délicates. Ils ne crient pas comme les pulsars et ne brûlent pas comme les étoiles actives. Ils s’assoient simplement. En attendant.
Comment la gravité agit comme une loupe
Emballez plus de masse que notre Soleil dans une boule de la taille de votre ville. C’est une étoile à neutrons. Les physiciens les adorent car ils représentent la limite absolue de la quantité de choses qui peuvent être écrasées avant de se transformer en trou noir.
Généralement. Ils n’émettent pas suffisamment de lumière visible pour que nous puissions les voir. À moins qu’ils ne tournent et émettent des ondes radio comme un phare. Ou à moins qu’ils mangent du gaz à proximité et brillent aux rayons X. La plupart sont trop polis. Trop calme.
Roman voit différemment.
Quand l’un de ces fantômes denses dérive devant une étoile en arrière-plan. Sa gravité se plie. Pas beaucoup. Mais ça suffit. Il déplace la position de l’étoile dans le ciel tout en l’éclairant brièvement. C’est la microlentille.
De nombreux télescopes voient cet éclaircissement. Roman verra le changement.
C’est une question de précision. Les étoiles à neutrons sont lourdes. Plus lourd que les naines brunes. Plus lourd que les planètes voyou. Un objet lourd plie l’espace-temps plus fort. Cela crée un signal astrométrique plus fort – un mouvement de position mesurable.
“La photométrie nous dit que quelque chose s’est passé, mais c’est l’ampleur des changements de position de l’étoile qui nous indique la masse de l’objet.” – Peter McGill, Laboratoire national Lawrence Livermore
McGill le dit clairement. Vous pouvez directement peser l’invisible. En mesurant ce petit défon le ciel. Vous n’avez pas besoin de la lumière de l’objet lui-même. Juste l’ombre qu’il projette sur l’espace-temps.
À la poursuite des coups de pied
Pourquoi s’embêter ? Parce que nous ne comprenons toujours pas pleinement la mort stellaire. Ou la naissance. Plus précisément, la limite où s’arrête une étoile à neutrons et où commence un trou noir.
Les scientifiques sont à la recherche de cette lacune. Ou son absence.
Les étoiles à neutrons se déplacent également rapidement. Lorsque leurs étoiles mères explosent, la physique de l’explosion peut donner un « coup de pied » massif à l’étoile nouveau-née. Des centaines de kilomètres par seconde à travers la galaxie. Roman pourrait enfin retrouver ces fugueurs.
Le Galactic Bulge Time Domain Survey est la méthode utilisée. Il photographiera à plusieurs reprises des champs d’étoiles denses. Des millions d’étoiles. Encore et encore. À la recherche de changements.
“Nous nous mettrons au travail au fur et à mesure que les données arriveront.” -Pierre McGill
Ils espèrent trouver des candidats dans les premiers mois.
Un échantillon cassé
Voici le problème. Nous ne connaissons que quelques milliers d’étoiles à neutrons. Presque tous sont des pulsars. Ou des étoiles binaires dansant avec un partenaire.
C’est un mauvais échantillon. Un petit éclat.
Si vous jugez le monde uniquement par des choses bruyantes, vous passez à côté de la majorité silencieuse. Les estimations situent la population de la Voie lactée entre des dizaines et des centaines de millions. La plupart sont des solitaires. Froid. Sombre.
Kaczmarek est direct sur les données actuelles. “Nous voyons un petit échantillon qui n’est pas représentatif.”
Une mesure de masse à partir d’une étoile à neutrons solitaire serait utile. L’un serait transformateur. Parce qu’actuellement, nous devons nous appuyer sur des modèles complexes d’explosion des étoiles. Roman nous permet de tester ces modèles par rapport à la réalité.
Étonnamment utile aussi. La mission a été conçue pour chasser les exoplanètes en utilisant des changements de luminosité lumineuse. Il n’était pas destiné à chasser les étoiles à neutrons en utilisant des changements de position. Mais ses yeux sont suffisamment précis pour ce travail supplémentaire.
“Cela ne faisait pas partie du plan initial”, a souligné McGill. Mais ça marche. Donc ça reste.
Roman pourrait nous donner la première grande liste d’étoiles à neutrons isolées trouvées uniquement par gravité. Aucune lumière nécessaire. Juste du pur Einstein.
Nous pourrions également trouver des planètes voyou et des trous noirs. Des choses qui refusent de orbiter autour de quoi que ce soit. Je flotte juste là dans l’obscurité interstellaire.
Le télescope est géré par Goddard avec l’aide du JPL et de Caltech. BAE Systems en a construit des parties. L3Harris aussi. Mais la science ? C’est à nous d’attendre.
Les étoiles attendent.
