Le chainon manquant entre pulsars et magnétars ?
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Magnétar vue d’artiste ; crédit : Gregg Dinderman, Sky & Telescope
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Plan large : 1 024 x 973 pixels
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Plan original : 2 400 x 2 280 pixels
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Nous avons souvent eu l’occasion de présenter ici, les étoiles à neutrons, les restes denses et incandesçents de l’explosion d’une étoile massive en supernova. Aussi appelées pulsar, car tournant très rapidement sur elles-mêmes en émettant de puissants champs magnétiques, plus de 1 800 ont déjà été répertoriées dans notre Voie Lactée. Une douzaine d’entre elles présentent des particularités incroyables : elles tournent beaucoup moins rapidement sur elles-mêmes que les pulsars et présentent sporadiquement des champs magnétiques d’une force inouïe, peut-être dus à la rupture de la croûte dure de l’étoile à neutrons sous l’immense pression de son magnétisme interne. Ces curiosités, les plus fortes sources connues de l’Univers pour leurs champs magnétiques ont été dénommées magnétar.
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Une équipe de scientifiques, dont les travaux ont été publié dans Science le 21 février 2008 a peut-être trouvé un prototype d’étoile à neutrons encore plus rare, le chainon manquant entre pulsar et magnétar.
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Au coeur des restes de la supernova Kes 75, située à 2 000 années lumière de nous dans la constellation de l’aigle, brille un pulsar : PSR J1846-0258, nom simplifié en PSR J1846.
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Kes 75 ; crédit image : NASA, CXC, GSFC, FP Gavriil et autres
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Le voici bien visible au centre de ce cliché pris par le satellite spatial rayons X : Chandra. La couleur rouge correspond aux rayonnements X de faible énergie, la couleur bleu aux rayonnements X de haute énergie.
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PSR J1846 a été surveillé par une équipe d’astronomes menées par Fotis Gavriil, du Goddard Space Flight Center. Utilisant les archives du télescope spatial Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE), ils ont découvert 4 courts (0,14 secondes) mais puissants sursauts rayon-X, équivalent à 75 000 fois la puissance d’un orage magnétique solaire, en 2006. Gavriil commente : « jusqu’à présent aucun pulsar n’avait été vu émettre de si puissantes rafales magnétiques ». PSR J1846 était catalogué comme un pulsar habituel avec une rotation de 3,1 fois par seconde.
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Pour Marjorie Gonzalez (Université McGill, Montréal) : « les jeunes pulsars rapides ne sont pas soupçonnés avoir assez d’énergie pour générer de tels sursauts ». Or PSR J1846 au vu de l’étude des rémanents de Kes 75, est jeune, à peine 884 ans, ce qui une bagatelle à l’échelle cosmique. Les magnétars répertoriés sont tous âgés d’au moins 10 000 ans. Les astronomes ont noté que le pulsar ralentissait son temps de rotation sur lui-même mais son champs magnétique est nettement inférieur à celui des magnétars.
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PSR J1846 semble donc être hybride. S’agit-il pour autant du chainon manquant entre pulsars et magnétars ? Gavriil pense que le pulsar est en pleine évolution. Bien des questions se posent quand à l’origine des magnétars. Sont-il des pulsars qui connaissent une forte période d’activité avant de redevenir à la normale ? Tous les magnétars sont-ils des pulsars à l’origine ?
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Pour Duncan Lorimer, astrophysicien à la West Virginia University, : «… cette découverte est fantastique. Il y a seulement 10 ans on ignorait à peu près tout des relations possibles entre pulsars et magnétars. Maintenant le lien entre les deux est établi…Les observations à venir permettront de clarifier notre compréhension de ce qui arrive à une jeune étoile à neutrons après sa naissance dans une supernova ».
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Et Robert Duncan, astrophysicien à la Texas University, l’un des pères en 1992 de la théorie du comportement des magnétars, de conclure : …le résultat de ces travaux est fascinant et important. Il n’est pas sur que PSR J1846 évolue en magnétar… mais le comportement des étoiles à neutrons est constamment surprenant et de futures observations seront très intéressantes.
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Les auteurs de l’article sont : F. P. Gavriil (Goddard Space Flight Center), M. E. Gonzalez, V. M. Kaspi, M. A. Livingstone ( tous trois de McGill University, Montréal), E. V. Gotthelf (Columbia Astrophysics Laboratory, New York), P. M. Woods (Dynetics Inc, Huntsville)
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Sources :
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Goddard Space Flight Center (NASA)
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Chandra X-Ray Observatory (NASA)
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