Crédit d'image: ESA
En utilisant l'observatoire spatial XMM-Newton X-Ray, les astronomes de l'Agence spatiale européenne ont effectué la première mesure directe du champ magnétique d'une étoile à neutrons. Une étoile à neutrons est un objet très dense avec la masse d'une grande étoile emballée dans un rayon de seulement 20-30 km, et on prévoyait qu'ils avaient des champs magnétiques très puissants qui agissaient comme un frein, ralentissant leur rotation. Mais après avoir observé une étoile à neutrons appelée 1E1207.4-5209 pendant plus de 72 heures avec le XMM, les astronomes ont découvert qu'il était 30 fois plus faible que prévu. Ce qui ralentit ces objets est encore une fois un mystère.
En utilisant la sensibilité supérieure de l'observatoire aux rayons X de l'ESA, XMM-Newton, une équipe d'astronomes européens a effectué la première mesure directe du champ magnétique d'une étoile à neutrons.
Les résultats donnent un aperçu approfondi de la physique extrême des étoiles à neutrons et révèlent un nouveau mystère à résoudre concernant la fin de la vie de cette étoile.
Une étoile à neutrons est un objet céleste très dense qui a généralement quelque chose comme la masse de notre Soleil emballée dans une minuscule sphère de seulement 20 à 30 km de diamètre. C'est le produit d'une explosion stellaire, connue sous le nom de supernova, dans laquelle la majeure partie de l'étoile est projetée dans l'espace, mais son cœur s'est effondré sous la forme d'une boule de neutrons chaude et très dense qui tourne à une vitesse incroyable.
Bien qu'elles soient une classe d'objets familière, les étoiles à neutrons individuelles restent elles-mêmes mystérieuses. Les étoiles à neutrons sont extrêmement chaudes à leur naissance, mais se refroidissent très rapidement. Par conséquent, seuls quelques-uns d'entre eux émettent un rayonnement hautement énergétique, comme les rayons X. C'est pourquoi ils sont traditionnellement étudiés via leurs émissions radio, qui sont moins énergétiques que les rayons X et qui semblent généralement pulser. Par conséquent, les quelques étoiles à neutrons qui sont suffisamment chaudes pour émettre des rayons X peuvent être vues par des télescopes à rayons X, tels que le XMM-Newton de l'ESA.
L'une de ces étoiles à neutrons est 1E1207.4-5209. Utilisant la plus longue observation XMM-Newton d'une source galactique (72 heures), le professeur Giovanni Bignami du Centre d'Etude Spatiale des Rayonnements (CESR) et son équipe ont directement mesuré la force de son champ magnétique. Cela en fait la toute première étoile à neutrons isolée où cela pourrait être réalisé.
Toutes les valeurs précédentes des champs magnétiques des étoiles à neutrons n'ont pu être estimées qu'indirectement. Cela se fait par des hypothèses théoriques basées sur des modèles qui décrivent l'effondrement gravitationnel des étoiles massives, comme celles qui conduisent à la formation des étoiles à neutrons. Une deuxième méthode indirecte consiste à estimer le champ magnétique en étudiant comment la rotation de l'étoile à neutrons ralentit, à l'aide de données de radioastronomie.
Dans le cas de 1E1207.4-5209, cette mesure directe utilisant XMM-Newton révèle que le champ magnétique de l'étoile à neutrons est 30 fois plus faible que les prédictions basées sur les méthodes indirectes.
Comment cela peut-il être expliqué? Les astronomes peuvent mesurer la vitesse à laquelle les étoiles à neutrons individuelles décélèrent. Ils ont toujours supposé que la «friction» entre son champ magnétique et son environnement en était la cause. Dans ce cas, la seule conclusion est que quelque chose d'autre tire sur l'étoile à neutrons, mais quoi? Nous pouvons spéculer qu'il peut s'agir d'un petit disque de débris de supernova entourant l'étoile à neutrons, créant un facteur de traînée supplémentaire.
Le résultat soulève la question de savoir si 1E1207.4-5209 est unique parmi les étoiles à neutrons, ou s'il est le premier du genre. Les astronomes espèrent cibler d'autres étoiles à neutrons avec XMM-Newton pour le découvrir.
Note aux rédacteurs
Les rayons X émis par une étoile à neutrons comme 1E1207.4-5209, doivent traverser le champ magnétique de l'étoile à neutrons avant de s'échapper dans l'espace. En route, les particules du champ magnétique de l’étoile peuvent voler une partie des rayons X sortants, conférant à leur spectre des marques révélatrices, appelées «raies d’absorption par résonance du cyclotron». C'est cette empreinte digitale qui a permis au professeur Bignami et à son équipe de mesurer la force du champ magnétique de l'étoile à neutrons.
Source d'origine: communiqué de presse de l'ESA
