En 2020, des astronomes ont ajouté un nouveau membre à une famille exclusive d’objets exotiques avec la découverte d’un magnétar. Les nouvelles observations de l’observatoire à rayons X Chandra de la NASA confirment l’idée qu’il s’agit également d’un pulsar, c’est-à-dire qu’il émet des impulsions lumineuses régulières.
Les magnétars sont un type d’étoile à neutrons, un objet incroyablement dense composé principalement de neutrons très serrés, qui se forme à partir du noyau effondré d’une étoile massive lors d’une supernova.
Ce qui distingue les magnétars des autres étoiles à neutrons est qu’elles possèdent également les champs magnétiques connus les plus puissants de l’univers. Pour situer le contexte, la force du champ magnétique de notre planète a une valeur d’environ un Gauss, tandis qu’un aimant de réfrigérateur mesure environ 100 Gauss. Les aimants, en revanche, ont des champs magnétiques d’environ un million de milliards de Gauss. Si un magnétar était situé à un sixième de la distance de la Lune (environ 64 000 km), il effacerait les données de toutes les cartes de crédit de la Terre.
Le 12 mars 2020, les astronomes ont détecté un nouveau magnétar avec le télescope Swift de Neil Gehrels de la NASA. Il s’agit seulement de la 31e magnétar connue, sur les quelque 3 000 étoiles à neutrons connues.
Après des observations de suivi, les chercheurs ont déterminé que cet objet, baptisé J1818.0-1607, était spécial pour d’autres raisons. Tout d’abord, il pourrait s’agir de la plus jeune magnétar connue, dont l’âge est estimé à environ 500 ans. Ceci est basé sur la vitesse à laquelle la rotation ralentit et sur l’hypothèse qu’elle est née en tournant beaucoup plus vite. Deuxièmement, elle tourne également plus vite que toutes les autres magnétars découverts précédemment, en tournant une fois toutes les 1,4 secondes environ.
Les observations de Chandra sur J1818.0-1607 obtenues moins d’un mois après la découverte avec Swift ont donné aux astronomes la première vue haute résolution de cet objet aux rayons X. Les données de Chandra ont révélé une source ponctuelle où se trouvait le magnétar, qui est entourée d’une émission diffuse de rayons X, probablement causée par le reflet des rayons X sur la poussière située à proximité. (Une partie de cette émission diffuse de rayons X peut également provenir de vents soufflant loin de l’étoile à neutrons).
Harsha Blumer de l’Université de Virginie occidentale et Samar Safi-Harb de l’Université du Manitoba au Canada ont récemment publié les résultats des observations de Chandra de J1818.0-1607 dans The Astrophysical Journal Letters.
Cette image composite contient un large champ de vision dans l’infrarouge provenant de deux missions de la NASA, le télescope spatial Spitzer et le Wide-Field Infrared Survey Explorer (WISE), prises avant la découverte du magnétar. Les rayons X de Chandra montrent le magnétar en violet. Le magnétar est situé à proximité du plan de la Voie lactée, à une distance d’environ 21 000 années-lumière de la Terre.
D’autres astronomes ont également observé J1818.0-1607 avec des radiotélescopes, tels que le Karl Jansky Very Large Array (VLA) de la NSF, et ont déterminé qu’il émet des ondes radio. Cela implique qu’il a également des propriétés similaires à celles d’un “pulsar à rotation” typique, un type d’étoile à neutrons qui émet des faisceaux de rayonnement qui sont détectés comme des impulsions d’émission répétées lorsqu’il tourne et ralentit. Seuls cinq magnétars, dont celui-ci, ont été enregistrés pour agir également comme des pulsars, constituant moins de 0,2 % de la population connue d’étoiles à neutrons.
Les observations de Chandra peuvent également étayer cette idée générale. Safi-Harb et Blumer ont étudié l’efficacité avec laquelle J1818.0-1607 convertit l’énergie de son taux de spin décroissant en rayons X. Ils ont conclu que cette efficacité est inférieure à celle que l’on trouve généralement pour les magnétars, et probablement dans la gamme trouvée pour d’autres pulsars alimentés en rotation.
L’explosion qui a créé un magnétar de cet âge aurait dû laisser derrière elle un champ de débris détectable. Pour rechercher ce vestige de supernova, Safi-Harb et Blumer ont examiné les rayons X avec Chandra, les données infrarouges de Spitzer et les données radio du VLA. En se basant sur les données du Spitzer et du VLA, ils ont trouvé des preuves possibles de la présence d’un reste, mais à une distance relativement grande du magnétar. Afin de couvrir cette distance, le magnétar devrait avoir voyagé à des vitesses bien supérieures à celles des étoiles à neutrons connues les plus rapides, même en supposant qu’il soit beaucoup plus vieux que prévu, ce qui permettrait un temps de voyage plus long.
Sources: Phys.org, Le nouvel ordre mondial, 11 janvier 2021 – Traduction par Astro Univers