Un magnétar ou étoile à neutrons est une étoile morte ayant explosé en supernova à la fin de leur vie. Ce type d’étoile possède un immense champ magnétique d’une puissance allant de 100 à 1000 fois plus que les étoiles à neutrons standard.
Les données du satellite Imaging X-Ray Polametry Explorer de la NASA ont permis aux scientifiques d’examiner pour la première fois une lumière polarisée en rayon X provenant d’un magnétar. Ce dernier, appelé 4U 0142+61, se situe dans la constellation de Cassiopée, à environ 13 000 années-lumière de la Terre.
Les résultats de l’étude suggèrent que cette étoile morte hautement magnétisée a une surface solide et ne possède pas d’atmosphère.
Le champ magnétique surpuissant transforme le gaz en solide
Le magnétar émet des rayons X brillants et présente des activités instables. Ainsi, il peut libérer une énergie colossale lors des éruptions et des rafales. Les chercheurs découvrent que la lumière dégagée par l’étoile est plus faible que celle à laquelle on pourrait s’attendre si les rayons X traversaient une atmosphère.
Aussi, l’angle de polarisation et l’ondulation étaient inversés de 90 degrés pour les particules de lumière à haute énergie par rapport à ceux à basse énergie. Cela confirme une théorie antérieure selon laquelle l’étoile avait une croûte solide entourée d’une magnétosphère externe remplie de courants électriques.
« C’était complètement inattendu. J’étais convaincue qu’il y aurait une atmosphère. Le gaz de l’étoile a atteint un point de basculement et est devenu solide de la même manière que l’eau se transforme en glace. C’est le résultat du champ magnétique incroyablement puissant de l’étoile. Mais, comme pour l’eau, la température est également un facteur. Un gaz plus chaud nécessitera un champ magnétique plus puissant pour devenir solide. »
Silvia Zane, membre de l’équipe scientifique de l’IXPE et coauteur principal de l’étude
La lumière polarisée, une source d’information essentielle
Selon une théorie quantique, la lumière est polarisée en parallèle et en perpendiculaire au champ magnétique dans un environnement fortement magnétisé. La quantité et la direction de cette polarisation révèlent l’empreinte de la structure du champ magnétique. Elles fournissent pareillement des informations sur les propriétés physiques de la matière au voisinage de l’étoile.
« La polarisation à basse énergie nous indique que le champ magnétique est probablement si fort qu’il transforme l’atmosphère autour de l’étoile en un solide ou un liquide, un phénomène connu sous le nom de condensation magnétique. »
Roberto Turolla, professeur à l’université de Padoue
La croûte solide de l’étoile serait composée d’un réseau d’ions, maintenus ensemble par le champ magnétique. Les atomes au lieu d’être sphériques sont allongés dans la direction du champ magnétique.
Que les magnétars et autres étoiles à neutrons possèdent ou non une atmosphère fait encore l’objet de débats. Mais il s’agit ici de la première observation d’une étoile à neutrons pour laquelle une croûte solide est une explication fiable.
SOURCE : SCITECHDAILY