En utilisant les télescopes spatiaux XMM-Newton de l'ESA et NuSTAR de la NASA, une équipe d'astronomes d'Allemagne a détecté un nouveau pulsar ultra-lumineux dans la galaxie NGC 300. La découverte de ce pulsar, qui a reçu la désignation NGC 300 ULX1, est détaillé dans un article publié le 9 novembre sur le référentiel de pré-impression arXiv.

Les sources de rayons X ultra-lumineuses (ULX) sont des sources ponctuelles dans le ciel qui sont si brillantes en rayons X que chacune émet plus de rayonnement qu'un million de soleils n'en émet à toutes les longueurs d'onde. Bien qu'ils soient moins lumineux que les noyaux galactiques actifs, ils sont plus uniformément lumineux que n'importe quel processus stellaire connu.

Les astronomes pensent généralement qu'en raison de leur luminosité, la plupart des ULX sont des trous noirs. Cependant, des observations récentes ont montré que certains ULX présentent des pulsations cohérentes. Ces sources, connu sous le nom de pulsars à rayons X ultra-lumineux (ULXP), sont des étoiles à neutrons généralement moins massives que les trous noirs. La liste des ULP connus est encore relativement courte, détecter de nouveaux objets de cette classe est donc essentiel pour les chercheurs qui étudient l'univers en rayons X.

Maintenant, un groupe d'astronomes de l'Institut Max Planck de physique extraterrestre de Garching, Allemagne, dirigé par Chandreyee Maitra, signale la détection de pulsations de la source NGC 300 ULX1, situé dans la galaxie spirale NGC 300, à quelque six millions d'années-lumière de la Terre. Découvert en 2010, NGC 300 ULX1 a été initialement classé comme une supernova, mais plus tard reclassé comme un binaire de rayons X de masse élevée possible.

En analysant les données d'observations simultanées de NGC 300 ULX1, réalisée en décembre 2016 à l'aide d'engins spatiaux à rayons X Multi-Mirror Newton (XMM-Newton) et Nuclear Spectroscopic Telescope Array (NuSTAR), L'équipe de Maitra a identifié des pulsations à partir de cette source.

"Les pulsations de NGC 300 ULX1 ont été découvertes lors d'observations simultanées XMM-Newton/NuSTAR en décembre 2016, ", ont écrit les chercheurs dans le journal.

Selon l'étude, NGC 300 ULX1 avait une période de rotation d'environ 31,71 secondes au début des observations NuSTAR, qui a diminué linéairement en quelques jours à environ 31,54 secondes à la fin de la campagne d'observation XMM-Newton/NuSTAR. Les observations ont également révélé que le pulsar a une vitesse de rotation de 556 ns/s et une luminosité non absorbée à large bande de 4,7 duodécillions d'erg/s.

Par ailleurs, les astronomes ont vérifié les données d'archives des observations de NGC 300 ULX1 à l'aide du télescope spatial Swift de la NASA et de l'explorateur de composition intérieure de l'étoile à neutrons (NICER) sur la Station spatiale internationale. Ces données montrent que la période de rotation de ce pulsar a diminué de façon exponentielle d'environ 45 à 17,5 secondes au cours d'une période de 2,3 ans.

Les chercheurs ont noté que NGC 300 ULX1 est le quatrième ULXP connu à ce jour, et présente un taux de rotation extrême, ainsi qu'une luminosité relativement constante sur une longue période de temps. Ils ont ajouté que son taux de spin-up est l'un des plus élevés jamais observés à partir d'une étoile à neutrons en accrétion.

En conclusion, les auteurs de l'article ont souligné qu'en raison de ses propriétés, NGC 300 ULX1 pourrait offrir une rare opportunité aux astronomes d'étudier l'évolution du spin des étoiles à neutrons en accrétion à des taux d'accrétion extrêmes. Le pulsar pourrait également nous aider à mieux comprendre les similitudes entre les ULXP et les binaires à rayons X de grande masse supergéantes.

© 2018 Réseau Science X