Crédit d'image: NASA
Une équipe d'astronomes a eu la chance d'observer le rare événement d'une étoile à neutrons se transformant en un objet magnétique appelé magnétar. Une étoile à neutrons normale est le résidu à rotation rapide d'une étoile qui est devenue supernova; ils possèdent généralement un champ magnétique très puissant. Un magnétar est similaire, mais il a un champ magnétique jusqu'à 1000 fois plus puissant qu'une étoile à neutrons. Cette nouvelle découverte pourrait indiquer que les magnétars sont plus communs dans l'Univers qu'on ne le pensait auparavant.
Dans une observation chanceuse, les scientifiques disent qu'ils ont découvert une étoile à neutrons en train de se transformer en une classe rare d'objets extrêmement magnétiques appelés magnétars. Aucun événement de ce type n'a été définitivement constaté jusqu'à présent. Cette découverte ne marque que le dixième magnétar confirmé jamais trouvé et le premier magnétar transitoire.
La nature transitoire de cet objet, découvert en juillet 2003 avec Rossi X-ray Timing Explorer de la NASA, pourrait finalement combler d'importantes lacunes dans l'évolution des étoiles à neutrons. Le Dr Alaa Ibrahim de l'Université George Washington et du NASA Goddard Space Flight Center à Greenbelt, Md., Présente ce résultat aujourd'hui lors de la réunion de l'American Astronomical Society à Atlanta.
Une étoile à neutrons est le noyau d'une étoile au moins huit fois plus massive que le Soleil qui a explosé lors d'un événement de supernova. Les étoiles à neutrons sont des objets très compacts, hautement magnétiques et à rotation rapide avec environ une masse de soleil compressée dans une sphère d'environ dix miles de diamètre.
Un magnétar est jusqu'à mille fois plus magnétique que les étoiles à neutrons ordinaires. À cent trillions (10 ^ 14) de Gauss, ils sont si magnétiques qu'ils pourraient dépouiller une carte de crédit à une distance de 100 000 miles. Le champ magnétique terrestre, en comparaison, est d'environ 0,5 Gauss, et un puissant aimant de réfrigérateur est d'environ 100 Gauss. Les magnétars sont plus brillants dans les rayons X que dans la lumière visible, et ce sont les seules étoiles connues qui brillent principalement par la puissance magnétique.
L'observation présentée aujourd'hui soutient la théorie selon laquelle certaines étoiles à neutrons naissent avec ces champs magnétiques ultra-élevés, mais elles peuvent être au début trop faibles pour être vues et mesurées. Avec le temps, cependant, ces champs magnétiques ralentissent le spin de l’étoile à neutrons. Cet acte de ralentissement libère de l'énergie, rendant l'étoile plus lumineuse. Des perturbations supplémentaires dans le champ magnétique et la croûte de l'étoile peuvent encore la rendre plus brillante, conduisant à la mesure de son champ magnétique. L'étoile nouvellement découverte, sombre aussi récemment qu'il y a un an, est nommée XTE J1810-197.
"La découverte de cette source est venue grâce à un autre magnétar que nous surveillions, nommé SGR 1806-20", a déclaré Ibrahim. Lui et ses collègues ont détecté XTE J1810-197 avec le Rossi Explorer à environ un degré au nord-est de SGR 1806-20, dans la galaxie de la Voie Lactée à environ 15 000 années-lumière dans la constellation du Sagittaire.
Les scientifiques ont localisé l'emplacement de la source avec l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, qui fournit un positionnement plus précis que Rossi. En vérifiant les données d'archives de l'explorateur Rossi, le Dr Craig Markwardt de la NASA Goddard a estimé que le XTE J1810-197 est devenu actif (c'est-à-dire 100 fois plus lumineux qu'auparavant) vers janvier 2003. En regardant encore plus loin avec les données archivées de l'ASCA et du ROSAT, deux satellites internationaux mis hors service, l'équipe a pu repérer le XTE J1810-197 comme une étoile à neutrons très faible et isolée dès 1990. Ainsi, l'histoire du XTE J1810-197 est apparue.
L'état inactif du XTE J1810-197, a déclaré Ibrahim, était similaire à celui d'autres objets déroutants appelés Compact Central Objects (CCO) et Dim Isolated Neutron Stars (DINS). On pense que ces objets sont des étoiles à neutrons créées au cœur d'explosions d'étoiles, et certains y résident encore, mais ils sont trop faibles pour être étudiés en détail.
L'une des marques d'une étoile à neutrons est son champ magnétique. Mais pour mesurer cela, les scientifiques doivent connaître la période de rotation de l'étoile à neutrons et la vitesse à laquelle elle ralentit, appelée «rotation vers le bas». Lorsque le XTE J1810-197 s'est allumé, l'équipe a pu mesurer son spin (1 tour par 5 secondes, typique des magnétars), son spin down, et donc sa force de champ magnétique (300 billions de Gauss).
Dans la soupe alphabétique des étoiles à neutrons, il y a aussi les pulsars à rayons X anormaux (AXP) et les répéteurs à rayons gamma mous (SGR). Ces deux éléments sont maintenant considérés comme le même type d'objets, les magnétars; et une autre présentation à la réunion d’aujourd’hui par le Dr Peter Woods et al. prend en charge cette connexion. Ces objets éclatent périodiquement mais de façon imprévisible avec des rayons X et des rayons gamma. Les CCO et les DINS ne semblent pas avoir un état actif similaire.
Bien que le concept soit encore spéculatif, un schéma évolutif pourrait émerger, a déclaré Ibrahim. La même étoile à neutrons, dotée d'un champ magnétique ultra-élevé, peut traverser chacune de ces quatre phases au cours de sa vie. Le bon ordre, cependant, n'est pas clair. "La discussion d'un tel modèle a fait surface dans la communauté scientifique ces dernières années, et la nature transitoire du XTE J1810-197 fournit la première preuve tangible en faveur d'une telle parenté", a déclaré Ibrahim. "Avec quelques autres exemples d'étoiles montrant une tendance similaire, un arbre généalogique magnétar peut émerger."
"L'observation implique que les magnétars pourraient être plus communs que ce qui est vu mais existent dans un état sombre prolongé", a déclaré le membre de l'équipe, le Dr Jean Swank de la NASA Goddard.
«Les magnétars semblent maintenant être en mode carnaval perpétuel; Les SGR se transforment en AXP et les AXP peuvent commencer à se comporter comme des SGR à tout moment et sans avertissement », a déclaré le membre de l'équipe, le Dr Chryssa Kouveliotou de la NASA Marshall, qui reçoit le Rossi Award lors de la réunion de l'AAS pour son travail sur les magnétars. "Ce qui a commencé avec quelques sources étranges, pourrait bientôt se révéler englober un grand nombre d'objets dans notre Galaxie."
Des données complémentaires ont été fournies par le réseau interplanétaire et le télescope optique russo-turc. Les collègues d’Ibrahim sur cette observation incluent également le Dr William Parke de l’Université George Washington; Drs. Scott Ransom, Mallory Roberts et Vicky Kaspi de l'Université McGill; Le Dr Peter Woods de la NASA Marshall; Dr Samar Safi-Harb de l'Université du Manitoba; Dr. Solen Balman de l'Université technique du Moyen-Orient à Ankara; et le Dr Kevin Hurley de l'Université de Californie à Berkeley. Drs. Eric Gotthelf et Jules Halpern de l'Université Columbia ont fourni des données importantes de Chandra.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
