Une étoile remet en question les sursauts radio rapides

Une équipe de recherche internationale dirigée par Gregory Desvignes de l’Institut Max Planck de radioastronomie de Bonn (Allemagne) a utilisé les radiotélescopes Effelsberg et Jodrell Bank pour observer la précession du magnétar XTE J1810-197 – une étoile à neutrons ultra-dense et fortement magnétisée – peu de temps après son activité renforcée par les rayons X et sa réactivation radio.

Cette précession s’est amortie sur une échelle de temps de quelques mois, remettant en cause certains modèles utilisés pour expliquer l’origine des mystérieux sursauts radio rapides à répétition.

Les magnétars sont des étoiles à neutrons dotées de champs magnétiques extrêmes et tordus, vestiges de l’effondrement d’étoiles massives épuisées. Ces objets sont si denses qu’ils contiennent 1 à 2 fois la masse du soleil dans une sphère presque parfaite d’environ 12 km de rayon.

Sur les 30 magnétars connus, seuls quelques-uns ont occasionnellement émis des ondes radio, leur faisceau radio balayant le ciel comme un phare. Les magnétars sont largement considérés comme la source des sursauts radio rapides (FRB), certains modèles invoquant les magnétars en précession libre comme responsables des FRB répétitifs.

En collaboration avec des collègues du Jodrell Bank Center for Astrophysics et du Kavli Institute for Astronomy & Astrophysics, des chercheurs du Max Planck Institute for Radio Astronomy (MPIfR) inspectent régulièrement certains de ces magnétars et ont surpris l’un d’entre eux, XTE J1810-197, qui a commencé à émettre de la radio en décembre 2018, peu de temps après le début de l’émission de rayons X renforcée, et après une période d’environ 10 ans pendant laquelle il était silencieux sur le plan radio.

S’engageant dans une campagne d’observation intense à la suite de cet événement, les chercheurs ont remarqué des changements très systématiques dans les propriétés de la lumière radio, notamment sa polarisation, révélant un déplacement de l’orientation du faisceau radio du magnétar par rapport à la Terre. Les chercheurs ont attribué ce phénomène à la précession libre, un effet qui résulte d’une légère asymétrie dans la structure du magnétar et qui le fait osciller comme une toupie.

À eur grande surprise, la précession libre s’est rapidement amortie au cours des mois suivants et a fini par disparaître. La disparition de la précession avec le temps contredit la suggestion de nombreux astronomes qui pensent que les FRB, qui se répètent avec le temps, peuvent être expliqués par des magnétars en précession.

« Nous nous attendions à observer des variations dans la polarisation de l’émission de ce magnétar, comme nous le savions pour d’autres magnétars », explique Gregory Desvignes du MPIfR, auteur principal de l’étude publiée dans Nature Astronomy. « Mais nous ne nous attendions pas à ce que ces variations soient aussi systématiques, suivant exactement le comportement qui serait causé par l’oscillation de l’étoile ».

Patrick Weltevrede, de l’université de Manchester, ajoute : « Nos découvertes n’ont été possibles que grâce à de nombreuses années de surveillance de ce magnétar à l’aide des radiotélescopes de Jodrell Bank et d’Effelsberg. Nous avons dû attendre plus d’une décennie avant qu’il ne commence à produire des émissions radio, mais lorsqu’il l’a fait, il n’a certainement pas déçu ».

« La précession amortie des magnétars pourrait nous éclairer sur la structure interne des étoiles à neutrons, ce qui est en fin de compte lié à notre compréhension fondamentale des matières », déclare Lijing Shao de l’université de Pékin.

« La radioastronomie est vraiment fascinante. L’énigme entourant les origines des FRB persiste. Toutefois, le fait de prendre en flagrant délit des objets intrigants comme les magnétars pour en savoir plus sur les FRB souligne les capacités de nos installations », conclut Michael Kramer, directeur du MPIfR et chef de la division de recherche « Physique fondamentale en radioastronomie » du MPIfR.

Source: Le nouvel ordre mondial, Phys.org, le 20 avril 2024 – Traduction:Astro Univers