Sonder le cosmos par la lumière
Les naines blanches et les étoiles à neutrons représentent la dernière étape observable de l'évolution des étoiles lumineuses et sont de véritables laboratoires pour étudier la matière dans les conditions les plus extrêmes. Comprendre les propriétés de ces corps stellaires pâles requiert la confrontation d'observations avec une physique fondamentale dans des conditions de densité et de température qu'on ne peut reproduire dans les laboratoires terrestres.Le projet PROMOPS («Probing models of pulsars through multi wavelength observations») a rassemblé des informations cruciales sur les mécanismes d'émission de la lumière. Cela a été accompli par des observations à longueurs d'ondes multiples avec OPTIMA (Optical Pulsar Timing Analyser) et l'observatoire astronomique de Skinakas en Grèce, le satellite XMM-Newton et le télescope spatial Hubble. En associant des informations provenant de différentes bandes, les astronomes ont reconstruit l'origine de la lumière observée à partir d'un système binaire SAX J2103.5+4545 avec des variables cataclysmiques comme V2069.Le système binaire SAX J2103.5+4545 est composé d'une étoile compagnon et un pulsar d'accrétion, soit une étoile à neutrons en rotation magnétisée, alors que dans le système V2069, Cygni, la naine blanche à accrétion possède un champ magnétique élevé. Dans les conditions données, la manière dont les nucléons interagissent était incertaine. Néanmoins, un calcul précis du rayon et de la masse est essentiel pour limiter l'équation d'état et déterminer l'état de la matière dans des objets compacts de ce type.Les observations à longueurs d'ondes multiples ont permis la modélisation de la distribution d'énergie spectrale de l'infrarouge proche et la distribution d'énergie optique jusqu'à la bande X. De plus, OPTIMA a fourni une résolution spectrale et temporelle suffisante pour mesurer les flux d'accrétion par les changements de lignes d'émission. Associées aux contraintes géométriques sur les flux d'accrétion disponibles provenant des courbes de lumière, ces informations ont permis d'obtenir une vue détaillée de l'interaction complexe entre la matière accrétée et le champ magnétique.Les chercheurs ont également testé les observations OPTIMA en regard aux solutions du problème à multiples corps, l'ensemble des équations qui définissent l'attraction entre les objets stellaires. Cela a permis de déterminer la masse et la température du pulsar et de la naine blanche. Les résultats du projet PROMOPS apporteront des informations complémentaires importantes pour les expériences menées sur Terre dans les domaines de la physique nucléaire, la physique des particules et de la relativité générale, qui ne peuvent sonder les régimes de faibles températures et de forte densité.
