Les scientifiques de l'Université d'État Lomonossov de Moscou ont publié les résultats d'une étude sur le pulsar ultra-lent XB091D unique. On pense que cette étoile à neutrons a capturé un compagnon il y a seulement un million d'années, et depuis, a lentement restauré sa rotation rapide. Le jeune pulsar est situé dans l'un des plus anciens amas d'étoiles globulaires de la galaxie d'Andromède, où l'amas peut avoir été autrefois une galaxie naine.

De jeunes étoiles massives meurent, exploser en supernovae brillantes. Dans ce processus, ils rejettent les couches extérieures de matériau, et le noyau rétrécit, devenant généralement une étoile à neutrons compacte et super dense. Fortement magnétisé, ceux-ci tournent rapidement, faire des centaines de tours par seconde, mais ils finissent par perdre leur énergie de rotation et ralentir, émettant des faisceaux étroits de particules. Ils émettent une émission radio focalisée qui traverse périodiquement la Terre, créer l'effet d'une source pulsée régulièrement, souvent avec une période de milliseconde.

Afin de lui redonner sa jeunesse et d'accélérer sa rotation, le pulsar peut s'apparier avec une étoile ordinaire. Après s'être associés pour former un système binaire, l'étoile à neutrons commence à tirer de la matière de l'étoile, formant un disque d'accrétion chaud sur lui-même. Plus près de l'étoile à neutrons, le disque gazeux est déchiré par le champ magnétique de l'étoile à neutrons, et la matière ruisselle dessus, formant un "point chaud" - la température atteint ici des millions de degrés, et la tache rayonne dans le spectre des rayons X. Une étoile à neutrons en rotation peut alors être vue comme un pulsar à rayons X, tandis que la matière qui continue à y tomber accélère la rotation.

Depuis une centaine, 000 ans - un simple clin d'œil dans l'histoire de l'univers - le vieux pulsar, qui a déjà ralenti à un tour toutes les quelques secondes, peut à nouveau tourner des milliers de fois plus vite. Un événement aussi rare a été observé par une équipe d'astrophysiciens de l'Université d'État Lomonossov de Moscou, conjointement avec des collègues italiens et français. Le pulsar à rayons X connu sous le nom de XB091D a été découvert aux premiers stades de son « rajeunissement, " et s'avère être le plus lent de tous les pulsars d'amas globulaires connus à ce jour. L'étoile à neutrons effectue une révolution en 1,2 seconde, soit plus de 10 fois plus lentement que le précédent détenteur du record. Selon les scientifiques, l'accélération du pulsar a commencé il y a moins d'un million d'années.

La découverte a été faite à l'aide d'observations recueillies par l'observatoire spatial XMM-Newton entre 2000 et 2013, qui ont été combinés par des astronomes de l'Université d'État Lomonossov de Moscou dans une base de données en ligne ouverte. L'accès à des informations sur environ 50 milliards de photons de rayons X a déjà permis à des scientifiques de différents pays de découvrir un certain nombre d'objets auparavant inaperçus. Parmi eux se trouvait le pulsar XB091D, qui a également été remarqué par un autre groupe d'astronomes italiens, qui ont publié leurs résultats il y a plusieurs mois. XB091D n'est que le deuxième pulsar trouvé en dehors de notre galaxie et de ses satellites les plus proches, bien que deux autres pulsars de ce type aient été détectés par la suite en utilisant le même catalogue en ligne.

Les résultats de la première analyse complète de la source de rayons X XB091D sont présentés dans un article publié par Ivan Zolotukhin, chercheur à l'Université d'État Lomonossov de Moscou, et ses co-auteurs dans Le Journal d'Astrophysique .

"Les détecteurs de XMM-Newton ne détectent qu'un photon de ce pulsar toutes les cinq secondes. Par conséquent, la recherche de pulsars parmi les nombreuses données XMM-Newton peut être comparée à la recherche d'une aiguille dans une botte de foin, " dit Ivan Zolotukhin. " En fait, pour cette découverte, nous avons dû créer des outils mathématiques complètement nouveaux qui nous ont permis de rechercher et d'extraire le signal périodique. Théoriquement, il existe de nombreuses applications pour cette méthode, y compris ceux en dehors de l'astronomie."

Sur la base d'un total de 38 observations XMM-Newton, les astronomes ont réussi à caractériser le système XB091D. Le pulsar à rayons X a environ 1 million d'années, la compagne de l'étoile à neutrons est une vieille étoile de taille moyenne (environ les quatre cinquièmes de la masse du soleil). Le système binaire lui-même a une période de rotation de 30,5 heures, et l'étoile à neutrons tourne une fois sur son axe toutes les 1,2 secondes. Dans une cinquantaine d'années, 000 ans, il accélérera suffisamment pour se transformer en un pulsar milliseconde conventionnel.

Les astronomes ont également pu déterminer l'environnement autour de XB091D. Ivan Zolotukhin et ses collègues ont montré que XB091D est situé dans la galaxie voisine d'Andromède, à 2,5 millions d'années-lumière, parmi les étoiles de l'amas globulaire extrêmement dense B091D, où, dans un volume de seulement 90 années-lumière de diamètre, il y a plusieurs millions d'anciens, étoiles faibles. L'amas lui-même est estimé à 12 milliards d'années, donc aucune supernova récente ayant entraîné la naissance d'un pulsar ne se serait produite.

"Dans notre galaxie, aucun pulsars à rayons X lents de ce type n'est observé dans 150 amas globulaires connus, parce que leurs noyaux ne sont pas assez gros et denses pour former des étoiles binaires proches à un rythme suffisamment élevé, " explique Ivan Zolotukhin. " Cela indique que le noyau du cluster B091D, avec une composition d'étoiles extrêmement dense dans le XB091D, est beaucoup plus grand que celui du cluster habituel. Nous avons donc affaire à un objet grand et plutôt rare – avec un reste dense d'une petite galaxie que la galaxie d'Andromède a autrefois dévorée. La densité des étoiles ici, dans une région d'environ 2,5 années-lumière de diamètre, est environ 10 millions de fois plus élevé qu'à proximité du soleil."

Selon les scientifiques, c'est la vaste région d'étoiles à très haute densité dans l'amas B091D qui a permis à une étoile à neutrons de capturer un compagnon il y a environ 1 million d'années et de commencer le processus d'accélération et de « rajeunissement ».