La découverte d'une atmosphère de carbone sur une très jeune étoile à neutrons, astre ultra-compact résultant de l'explosion d'une supernova, permet de mieux comprendre l'évolution de ces corps célestes, selon une étude publiée dans la revue Nature mercredi.

Cassiopeia A a vu le jour lors d'une supernova, bouquet final d'énergie d'une étoile massive mourante, qui s'est produite à environ dix mille années-lumières (1 AL = 9500 milliards de km) de la Terre au sein de notre galaxie, la Voie Lactée.

Cette supernova aurait été observée en 1680 par l'astronome britannique John Flamsteed, rappellent Wynn Ho (Université de Southampton, Royaume-Uni) et Graig Heinke (Université d'Alberta, Canada), les auteurs de l'étude.

Depuis la découverte de Cassiopeia A en 1999, une source de rayons X en son centre restait inexpliquée et contredisait les propriétés généralement attribuées aux étoiles à neutrons.

Les vieilles étoiles à neutrons, qui ont eu de 10 000 à 100 000 ans pour de refroidir, auraient une atmosphère d'hydrogène et d'helium.

Pour MM. Ho et Heinke, qui se sont servis d'observations faites en 2004 et 2006 par le satellite Chandra X-ray, la source de rayons X indique «la présence d'une atmosphère de carbone», qui est «probablement une conséquence de la jeunesse» de Cassiopeia A.

Une étoile à neutrons peut avoir une masse deux fois plus grande que celle du Soleil malgré un diamètre 100 000 fois plus petit: 10 à 15 km contre 1,4 million de km pour le Soleil. Une étoile à neutrons est hyperdense: une masse de cent millions de tonnes par centimètre cube, soit le contenu d'une cuillère à café.

Compte tenu de l'intense gravité, l'atmosphère elle-même n'a guère que 10 cm d'épaisseur, surplombant une très mince couche solide, peut-être en fer.

Afin de propager l'idée qu'une étoile à neutrons, avec sa surface solide, ressemble plus à une planète qu'à une étoile normale, l'astronome américain Frank Drake avait imaginé que la vie pourrait y exister (Life on a Neutron Star, Astronomy, 1973). Cette idée a ensuite été popularisée par un spécialiste de la gravité, Robert Forward, dans le roman de science-fiction «Dragon's Egg» (Oeuf de dragon).