Étoile à neutrons : des taches fusionnelles observées sur un magnétar
Les magnétars font partie des objets les plus extraordinaires de l'univers. Malgré leur densité extrêmement élevée, leur surface est dynamique, comme le montre désormais une observation à long terme.
Le télescope à rayons X NICER de la NASA, installé à l'extérieur de la Station spatiale internationale (ISS) et en orbite autour de la Terre, a observé des processus dynamiques à la surface de magnétars : Des taches avec un rayonnement X extrêmement puissant qui se déplacent au-dessus du reste de l'étoile et fusionnent. Trois de ces taches ont désormais pu être suivies par le télescope, comme l'écrit une équipe de chercheurs dans la revue spécialisée "The Astrophysical Journal Letters".
Le nom NICER signifie Neutron star Interior Composition Explorer : le télescope à rayons X doit aider à mieux comprendre la structure interne des étoiles à neutrons. Ces corps célestes, dont font partie les magnétars, sont très actifs dans le domaine des rayons X du spectre électromagnétique. Ils se forment lorsqu'une étoile massive en fin de vie s'effondre sous sa propre gravité pour former une sphère dense. Une masse correspondant à peu près à celle de notre soleil est alors comprimée sur une vingtaine de kilomètres, les électrons et les protons fusionnent pour former des neutrons. Il en résulte une structure dont la densité est si élevée qu'une cuillère à café de celle-ci pèserait autant qu'une montagne entière sur Terre.
Les magnétars se distinguent des étoiles à neutrons par leur champ magnétique extrêmement puissant. Dans leur publication, l'équipe de George Younes, du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, dans l'État américain du Maryland, s'intéresse à un effet particulier de ce puissant effet magnétique : il est apparemment en mesure de "faire fondre" la surface du magnétar à certains endroits. C'est à un tel endroit que se seraient formées les trois taches enregistrées par NICER dans la lumière des rayons X. Elles sont probablement dues à des boucles telles qu'on les trouve sous une forme similaire à la surface du Soleil. Ces boucles émettent des rayons X et apparaissent dans les mesures de NICER sous la forme de trois pics séparés qui se répètent toutes les 10,4 secondes - la période de rotation du magnétar.
Jusqu'à présent, les spécialistes n'avaient observé de tels sursauts de rayonnement que de manière instantanée, sur des magnétars différents et à des moments différents. Mais dans ce cas, le télescope NICER a permis de suivre les taches du 10 octobre 2020 au 17 novembre. Il a montré comment deux des pics de rayonnement apparaissaient à des distances de plus en plus courtes et finissaient par fusionner en un seul. Ensuite, vu du firmament depuis NICER, le magnétar s'est trop rapproché du Soleil pour être observé davantage.
Le corps céleste porte la désignation officielle SGR 1830-0645 et se trouve dans la constellation du Bouclier. Sa distance exacte n'est pas connue, mais on estime qu'elle se situe à environ 13 000 années-lumière de la Terre.
La structure des étoiles à neutrons est une question de recherche très débattue qui pourrait être résolue grâce à de telles études. Il est possible que des tremblements se produisent de temps à autre en leur sein. Ces tremblements pourraient être la source tant recherchée des flashs radio rapides.
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