Il y a une vingtaine d’années, des astronomes découvrent que certaines supernovae, ces explosions d’étoiles massives, sont dix fois plus brillantes que les autres. Désormais, une nouvelle étude parue dans Nature apporte une réponse à cette énigme : les magnétars.
Les auteurs de l’étude ont pu observer directement la naissance d’un de ces astres si étranges. Il s’agit d’une étoile à neutrons qui tourne extrêmement vite sur elle-même, provoquant un champ magnétique particulièrement intense. L’événement étudié ici remonte à 2024, une supernova nommée SN 2024afav a pu être observée en détail, et elle montrait une brillance extrêmement forte.
Comme un pépiement d’oiseau stellaire
Cette supernova avait été découverte par un réseau de 27 télescopes à travers le monde qui ont observé son évolution durant 200 jours. Contrairement aux prévisions, sa luminosité, qui avait atteint son pic au bout d’une cinquantaine de jours, ne s’est pas dissipée progressivement comme ce qui était prévu. Au lieu de ça, elle a connu des hauts et des bas, avec des sortes de brusques poussées de temps à autre. Les scientifiques avaient alors comparé ce comportement à un pépiement d’oiseau fait de courts instants stridents et de silences.
En plus de cela, les observations ont pu mettre en lumière deux autres données importantes : l’étoile à neutrons formée après la supernova avait un spin (une période de rotation de ses particules) de 4,2 millisecondes, ce qui est très rapide, et un champ magnétique environ 300 mille milliards de fois plus puissant que celui de la Terre. Autant d’indices qui indiquent que nous sommes face à un magnétar.
Dans un communiqué de Californie à Berkeley, un des auteurs de l’étude, Andy Howell de l’Université de Californie à Santa Barbara, dit qu’il s’agissait là d’une « preuve irréfutable ». Il précise que ces travaux ont « lié les soubresauts au modèle du magnétar, et expliqué tout avec la théorie la mieux testée en astrophysique : la relativité générale. »
L’observation confirme la théorie
Quel rapport avec la relativité générale ?
Quand un astre très dense a une rotation extrêmement rapide, comme c’est le cas ici, la relativité générale indique qu’il « entraîne » littéralement l’espace-temps avec lui. Ce tourbillon déstabilise et fait vaciller le disque de matière qui entoure le magnétar. C’est le mouvement de ce disque qui bloque périodiquement la lumière, provoquant ce fameux effet clignotant.
Cette observation lie donc enfin, et pour la première fois, la présence d’un magnétar avec une supernova « ultra-brillante », mais la théorie était déjà sur toutes les lèvres depuis au moins une quinzaine d’années : la piste que les étoiles massives avec un fort champ magnétique qui s’effondrent en supernova pourraient développer des pulsars. Leur champ magnétique deviendrait 100 à 1 000 fois plus puissant que celui d’un pulsar classique. C’est précisément cette puissance extrême qui en fait des magnétars.
La théorie est donc aujourd’hui confirmée par l’observation directe. Et ce n’est qu’un début, puisque les auteurs espèrent pouvoir être témoins de nombreuses autres observations de ce type grâce à l’observatoire Vera C. Rubin, qui promet la découverte de nombreuses supernovae, dont certaines extrêmement brillantes.
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