Les astronomes ont découvert un pulsar à rotation rapide avec un champ magnétique puissant - appelé un magnétar - qui démontre de toutes nouvelles astuces. Les découvreurs pensent que le champ magnétique autour de l'étoile se tord, provoquant la circulation d'énormes courants électriques - ces courants génèrent des impulsions radio.
Des astronomes utilisant des radiotélescopes du monde entier ont découvert une étoile à neutrons en rotation avec un champ magnétique super puissant - appelé un magnétar - faisant des choses qu'aucun magnétar n'avait été vu auparavant. Le comportement étrange les a forcés à abandonner les théories précédentes sur les pulsars radio et promet de donner de nouvelles perspectives sur la physique derrière ces objets extrêmes.
Le magnétar, situé à environ 10000 années-lumière de la Terre en direction de la constellation du Sagittaire, émet de puissantes impulsions d'ondes radio, régulièrement synchronisées, tout comme les radio-pulsars, qui sont des étoiles à neutrons avec des champs magnétiques beaucoup moins intenses. Habituellement, les magnétars ne sont visibles que dans les rayons X et parfois très faiblement dans la lumière optique et infrarouge.
«Personne n'a jamais trouvé d'impulsions radio provenant d'un magnétar auparavant. Nous pensions que les magnétars ne faisaient pas cela », a déclaré Fernando Camilo de l'Université Columbia. "Cet objet va nous apprendre de nouvelles choses sur la physique des magnétars que nous n'aurions jamais apprises autrement", a ajouté Camilo.
Les étoiles à neutrons sont les restes d'étoiles massives qui ont explosé en supernovae. Contenant plus de masse que le Soleil, ils sont comprimés à un diamètre d'environ 15 miles seulement, ce qui les rend aussi denses que les noyaux atomiques. Les pulsars ordinaires sont des étoiles à neutrons qui émettent des «faisceaux de phares» d'ondes radio le long des pôles de leurs champs magnétiques. Au fur et à mesure que l'étoile tourne, le faisceau d'ondes radio est projeté et lorsqu'il passe dans la direction de la Terre, les astronomes peuvent le détecter avec des radiotélescopes.
Les scientifiques ont trouvé environ 1700 pulsars depuis leur première découverte en 1967. Alors que les pulsars ont des champs magnétiques puissants, une douzaine d'étoiles à neutrons ont été surnommées magnétars car leurs champs magnétiques sont 100 à 1 000 fois plus puissants que ceux des pulsars typiques. C'est la décroissance de ces champs incroyablement puissants qui alimente leur étrange émission de rayons X.
"Le champ magnétique d'un magnétar ferait tourner un porte-avions et le dirigerait vers le nord plus rapidement qu'une aiguille de boussole se déplace sur Terre", a déclaré David Helfand, de l'Université Columbia. Le champ d'un magnétar est 1 000 milliards de fois plus fort que celui de la Terre, a souligné Helfand.
Le nouvel objet - nommé XTE J1810-197 - a été découvert pour la première fois par Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA lorsqu'il a émis une forte rafale de rayons X en 2003. Alors que les rayons X disparaissaient en 2004, Jules Halpern de Columbia University et les collaborateurs ont identifié le magnétar comme un émetteur d'ondes radio à l'aide du radiotélescope Very Large Array (VLA) de la National Science Foundation (NSF) au Nouveau-Mexique. Toute émission radio est très inhabituelle pour un magnétar.
Parce que les magnétars n'avaient pas été vus émettre régulièrement des ondes radio, les scientifiques ont supposé que l'émission radio était causée par un nuage de particules projetées hors de l'étoile à neutrons au moment de son explosion de rayons X, une idée dont ils se rendraient vite compte qu'elle était fausse.
Sachant que le magnétar émettait une certaine forme d'ondes radio, Camilo et ses collègues l'ont observé avec le radiotélescope Parkes en Australie en mars et ont immédiatement détecté des pulsations radio étonnamment fortes toutes les 5,5 secondes, correspondant au taux de rotation précédemment déterminé de l'étoile à neutrons .
Alors qu'ils continuaient à observer XTE J1810-197, les scientifiques ont eu plus de surprises. Alors que la plupart des pulsars s'affaiblissent à des fréquences radio plus élevées, le XTE J1810-197 ne le fait pas, restant un émetteur puissant à des fréquences allant jusqu'à 140 GHz, la fréquence la plus élevée jamais détectée à partir d'un pulsar radio. De plus, contrairement aux pulsars normaux, l’émission radio de l’objet varie d’un jour à l’autre et la forme des pulsations change également. Ces variations indiquent probablement que les champs magnétiques autour du pulsar changent également.
Quelle est la cause de ce comportement? À l'heure actuelle, les scientifiques pensent que le champ magnétique intense du magnétar se tord, provoquant des changements dans les endroits où d'énormes courants électriques circulent le long des lignes de champ magnétique. Ces courants génèrent probablement les pulsations radio.
"Pour résoudre ce mystère, nous continuerons de surveiller cet objet fou avec autant de télescopes que possible et aussi souvent que possible. J'espère que voir tous ces changements avec le temps nous permettra de mieux comprendre ce qui se passe réellement dans cet environnement très extrême », a déclaré Scott Ransom, membre de l'équipe de l'Observatoire national de radioastronomie.
Parce qu'ils s'attendent à ce que le XTE J1810-197 s'estompe à toutes les longueurs d'onde, y compris la radio, les scientifiques l'ont également observé avec le télescope Robert C.Byrd Green Bank de la NSF et le Very Long Baseline Array (VLBA), Parkes et le Australia Telescope Compact Array en Australie, le télescope IRAM en Espagne et l'Observatoire de Nancay en France. John Reynolds et John Sakissian de Parkes Observatory, Neil Zimmerman de Columbia University et Juan Penalver et Aris Karastergiou de l'IRAM sont également membres de l'équipe de recherche. Les scientifiques ont rapporté leurs premiers résultats dans le numéro du 24 août de la revue scientifique Nature.
L'Observatoire national de radioastronomie est un établissement de la National Science Foundation, exploité en vertu d'un accord de coopération par Associated Universities, Inc.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ORANO
