L'univers est rempli d'étoiles mortes qui refusent de disparaître tranquillement. Mais beaucoup d'entre elles ont été presque impossibles à trouver jusqu'à présent. Le télescope spatial Nancy Grace Roman de la NASA, dont le lancement est prévu d'ici mai 2027, scrutera la Voie lactée à la recherche de milliers d'étoiles à neutrons que les télescopes actuels ne peuvent pas détecter.
Un nouvel œil sur les cadavres les plus denses de la Galaxie
Les étoiles à neutrons sont les noyaux effondrés d'étoiles massives qui ont explosé en supernovae. Elles concentrent plus de masse que le Soleil dans une sphère de la taille d'une ville. Certaines tournent des centaines de fois par seconde et émettent des faisceaux de radiation comme des phares cosmiques. Les astronomes les appellent des pulsars. Mais la plupart des étoiles à neutrons n'émettent pas de faisceau dans notre direction, elles restent donc invisibles pour les instruments existants.
Le télescope spatial Roman changera cela. Son large champ de vision et ses instruments sensibles aux rayons X et gamma lui permettront de repérer les étoiles à neutrons par la chaleur qu'elles émettent, même si elles sont silencieuses. Le télescope détectera également les ondulations gravitationnelles qu'elles créent lorsqu'elles fusionnent avec d'autres étoiles à neutrons ou des trous noirs.
Pourquoi cela compte pour la Voie lactée
Les scientifiques estiment qu'il y a 100 millions d'étoiles à neutrons dans notre seule galaxie. Seulement environ 3 000 ont été confirmées. Le télescope Roman pourrait multiplier ce nombre par dix au cours de ses premières années d'opération. Cela donnerait aux chercheurs un échantillon beaucoup plus vaste pour étudier le comportement de la matière sous une pression extrême.
Les étoiles à neutrons sont des laboratoires naturels. Leurs intérieurs sont plus denses que les noyaux atomiques. Aucun laboratoire sur Terre ne peut reproduire ces conditions. En en observant davantage, les astronomes espèrent comprendre comment la matière se comporte lorsqu'elle est écrasée au-delà de toute reconnaissance.
Le télescope aidera également à localiser les sources d'ondes gravitationnelles. Lorsque deux étoiles à neutrons entrent en collision, elles envoient des ondulations à travers l'espace-temps. Roman pourra localiser la rémanence de ces collisions et identifier les galaxies où elles se produisent.
Un télescope conçu pour les relevés étendus
Le télescope spatial Roman s'appelait à l'origine le Wide Field Infrared Survey Telescope. Il a été renommé en l'honneur de Nancy Grace Roman, la première astronome en chef de la NASA. Le télescope est conçu pour capturer rapidement des images de vastes portions du ciel. Cela le rend idéal pour trouver des objets qui apparaissent soudainement, comme les supernovae ou les fusions d'étoiles à neutrons.
Roman opérera depuis un point appelé L2, une orbite stable située à environ 1,6 million de kilomètres de la Terre. De là, il aura une vue dégagée du cosmos sans interférence de l'atmosphère de notre planète. Son miroir principal mesure 2,4 mètres de diamètre, la même taille que le miroir du télescope spatial Hubble. Mais le champ de vision de Roman est 100 fois plus grand.
Cette combinaison de taille et de vitesse signifie que Roman peut étudier l'ensemble du plan galactique en une fraction du temps dont Hubble aurait besoin. Pour les chasseurs d'étoiles à neutrons, c'est un changement de donne.
Combler le fossé en archéologie stellaire
Chaque étoile à neutrons était autrefois une étoile géante qui a vécu vite et est morte jeune. En cartographiant où elles se trouvent et comment elles se comportent, les astronomes peuvent reconstruire l'histoire de la formation des étoiles dans la Voie lactée. Le télescope spatial Roman ne se contentera pas de trouver plus d'étoiles à neutrons. Il comblera une pièce manquante de l'histoire de la vie de la Galaxie, une étoile morte à la fois.
