Un poids lourd cosmique : une étoile à neutrons bat le record de masse express
En compagnie d'une étoile ordinaire, les astronomes ont déniché un véritable poids lourd : une étoile à neutrons de 2,35 masses solaires. C'est plus que toute autre étoile à neutrons dont la masse a été mesurée avec précision. Ces objets naissent lorsqu'une étoile explose en supernova et que son noyau s'effondre en une sphère de la taille d'une ville. Si la masse est un peu plus élevée, le poids lourd « défonce le plancher » et s'effondre en trou noir – la limite se situe autour de 2,27 masses solaires. Pour peser cet invisible, les scientifiques ont utilisé la photométrie (mesure de la luminosité) et la spectroscopie (analyse de la lumière). En mesurant le décalage des raies spectrales, découvert par Christian Doppler, ils ont calculé la vitesse de l'étoile compagne, trahissant ainsi les oscillations induites par la gravité du poids lourd. Les premières étoiles à neutrons – les pulsars – ont été repérées par Jocelyn Bell Burnell, tandis que Fritz Zwicky en avait prédit l'existence dès les années 1930. Ce nouveau record resserre l'énigme : comment la matière résiste-t-elle à une pression des milliards de milliards de fois supérieure à celle de la Terre ? À l'intérieur d'une telle étoile, une cuillère à café de matière pèse autant que l'Everest, mais elle s'écoule comme un fluide sans frottement. Connaître la limite de masse permet de comprendre quand le poids lourd finira par céder.
Résumé original
tel que rédigé par les auteurs, en anglais arXiv:2512.05099
We report on new orbit-minimum photometry and revised radial-velocity fitting that provide an improved measurement of the mass of the neutron star (NS) in pulsar PSR~J0952$$-$$0607 at $$M_NS = 2.35\pm 0.11 M_\odot$$. With its fast spin and unusually low magnetic field, this NS has evidently experienced unusual evolution, likely connected with its high mass, which is now $$2.5\sigma$$ above that of the heaviest pulsar with a white dwarf companion, as measured by Shapiro delay techniques. By tightening the mass measurement, we also raise the maximum (commonly called Tolman-Oppenheimer-Volkoff) NS mass to $$M_{\rm TOV} > 2.27\,M_\odot$$$$(2.12\,M_\odot)$$ at $$1\sigma$$$$(3\sigma)$$ confidence, which improves bounds on the dense-matter equation of state. While the statistical error decreases and systematic issues should be modest, uncertainties remain; we comment briefly on these factors and prospects for further improvement.
Une cuillère à café de matière d'étoile à neutrons pèse environ 10 milliards de tonnes – l'équivalent d'un mont Everest miniature.
L'idée des étoiles à neutrons a inspiré à l'auteur de science-fiction Robert Forward son roman « L'Œuf du dragon », où une vie exotique évolue sur un tel objet.