Crédit d'image: CSIRO
Les astronomes ont découvert une paire d'étoiles à neutrons qui pourraient aider à la recherche des longues «ondes de gravité» théorisées prédites par Einstein. La théorie est que la paire perd de l'énergie sous forme d'ondes de gravité et finira par ralentir et fusionner avec une explosion d'énergie. Cette nouvelle découverte indique aux astronomes que ces étoiles à neutrons jumeaux sont plus courantes qu'on ne le pensait auparavant, et que les nouveaux détecteurs d'ondes gravitationnelles devraient localiser une fusion chaque année ou deux, et pas une fois par décennie.
Les paires d'étoiles à neutrons peuvent fusionner et émettre une explosion d'ondes de gravité environ six fois plus souvent qu'on ne le pensait auparavant, rapportent les scientifiques dans le numéro d'aujourd'hui du journal Nature [4 décembre]. Dans l'affirmative, la génération actuelle de détecteurs à ondes de gravité pourrait être en mesure d'enregistrer un tel événement chaque année ou tous les deux ans, plutôt qu'une fois par décennie? la prédiction la plus optimiste jusqu'à présent.
Les ondes de gravité ont été prédites par la théorie générale de la relativité d'Einstein. Les astronomes ont des preuves indirectes de leur existence mais ne les ont pas encore détectées directement.
L'estimation révisée du taux de fusion des étoiles à neutrons découle de la découverte d'un système à double étoile à neutrons, un pulsar appelé PSR J0737-3039 et son compagnon étoile à neutrons, par une équipe de scientifiques d'Italie, d'Australie, du Royaume-Uni et du États-Unis utilisant le radiotélescope CSIRO Parkes de 64 m dans l'est de l'Australie.
Les étoiles à neutrons sont des boules de la taille d'une ville d'une matière très dense et inhabituelle. Un pulsar est un type spécial? une étoile à neutrons en rotation qui émet des ondes radio.
Le PSR J0737-3039 et son compagnon ne sont que le sixième système connu de deux étoiles à neutrons. Ils se trouvent à 1600-2000 années-lumière (500-600 pc) dans notre Galaxy.
Séparé de 800 000 km? environ deux fois la distance entre la Terre et la Lune? les deux étoiles tournent en orbite en un peu plus de deux heures.
Les systèmes avec des vitesses aussi extrêmes doivent être modélisés avec la théorie générale de la relativité d'Einstein.
"Cette théorie prédit que le système perd de l'énergie sous forme d'ondes de gravité" a déclaré l'auteur principal Marta Burgay, doctorante à l'Université de Bologne.
"Les deux étoiles sont dans une" danse de la mort ", en spirale lentement ensemble."
Dans 85 millions d'années, les étoiles condamnées fusionneront, ondulant dans l'espace-temps avec une explosion d'ondes de gravité.
«Si l'éclatement s'est produit à notre époque, il pourrait être détecté par l'un des détecteurs d'ondes gravitationnelles de la génération actuelle, tels que LIGO-I, VIRGO ou GEO? dit le chef d'équipe, le professeur Nicol? D? Amico, directeur de l'Observatoire astronomique de Cagliari en Sardaigne.
L'estimation précédente du taux de fusion neutrons-étoiles était fortement influencée par les caractéristiques d'un seul système, le pulsar B1913 + 16 et son compagnon. PSR B1913 + 16 a été le premier système binaire relativiste découvert et étudié, et le premier utilisé pour montrer l'existence d'un rayonnement gravitationnel.
Le PSR J0737-3039 et son compagnon sont un système encore plus extrême, et forment maintenant le meilleur laboratoire pour tester la prédiction d'Einstein du rétrécissement orbital.
Le nouveau pulsar augmente également le taux de fusion, pour deux raisons.
Il ne durera pas aussi longtemps que le PSR B1913 + 16, disent les astronomes. Et les pulsars comme celui-ci sont probablement plus courants que ceux comme le PSR B1913 + 16.
«Ces deux effets font monter le taux de fusion d'un facteur six ou sept» a déclaré le membre de l'équipe, le Dr Dick Manchester du CSIRO.
Mais la valeur numérique réelle de ce taux dépend d'hypothèses sur la façon dont les pulsars sont distribués dans notre galaxie.
«Dans le modèle de distribution le plus favorable, nous pouvons dire au niveau de confiance de 95% que cette première génération de détecteurs d'ondes gravitationnelles pourrait enregistrer une fusion d'étoiles à neutrons tous les un à deux ans». a déclaré le Dr Vicky Kalogera, professeur adjoint de physique et d'astronomie à la Northwestern University dans l'Illinois, aux États-Unis.
Le Dr Kalogera et ses collègues Chunglee Kim et Duncan Lorimer ont modélisé les taux de coalescence binaire en utilisant une gamme d'hypothèses.
Le nouveau résultat est «une bonne nouvelle pour les astronomes à ondes de gravité». selon le membre de l'équipe, le professeur Andrew Lyne, directeur de l'Observatoire Jodrell Bank de l'Université de Manchester au Royaume-Uni.
"Ils peuvent peut-être étudier l'une de ces catastrophes cosmiques toutes les quelques années, au lieu d'avoir à attendre une demi-carrière," il a dit.
Source d'origine: Communiqué de presse du CSIRO
