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Sur cette vue d’artiste figurent deux étoiles à neutrons de faibles dimensions mais de densités élevées sur le point de fusionner et d’exploser en kilonova. A l’avant-plan figure une représentation du strontium nouvellement créé.©ESO/L. Calçada/M. Kornmesser

Après la détection d’ondes gravitationnelles traversant la terre en 2017, l’Observatoire européen austral (Eso) a pointé ses télescopes en direction de l’élément qui avait causé ces ondes : une fusion d’étoiles à neutrons baptisée GW170817.

D’après les astronomes, si les collisions d’étoiles à neutrons s’accompagnaient de la formation d’éléments plus lourds, les signatures de ces éléments pourraient être détectées au sein des "kilonovae", vestiges explosifs de ces fusions. C’est précisément ce que vient de réaliser une équipe de chercheurs européens utilisant le VLT de l’ESO.

Les télescopes de l’ESO ont pris de nombreux spectres dans une gamme étendue de longueurs d’onde. Une première analyse de ces spectres suggéra la présence d’éléments lourds au sein de la kilonova. Une nouvelle analyse des données recueillies a permis d’identifier la signature du strontium, démontrant ainsi la formation de cet élément lourd lors de la collision des étoiles à neutron.

La plupart des éléments chimiques sont produits au cœur des étoiles. La formation d’éléments plus lourds que le fer, tel le strontium, requiert toutefois des environnements portés à des températures bien plus élevées. « Pour la toute première fois, nous sommes en mesure d’établir un lien direct entre la création d’un nouvel élément par capture de neutrons et la fusion d’étoiles à neutrons, confirmant par là même que les étoiles à neutrons sont composées de neutrons, et associant le processus de capture rapide de neutrons à ces fusions », précise Camilla Juul Hansen de l’Institut Max Planck dédié à l’Astronomie, Heidelberg, dont la contribution à cette étude s’avéra essentielle.

Les scientifiques commencent à peine à mieux comprendre les fusions d’étoiles à neutrons et les kilonovae, et c’est un domaine qui devrait amener à de passionnantes découvertes