La Chine a fait une découverte de premier plan sur les champs magnétiques

Récemment, une équipe composée de scientifiques travaillant à l’Institute of High Energy Physics du Chinese Academy of Sciences et à l’Eberhard Karls University de Tübingen en Allemagne a annoncé avoir détecté le champ magnétique le plus puissant encore jamais enregistré dans l’Univers. Les chercheurs auraient mesuré ce champ magnétique d’une valeur de 1 milliard de Tesla au niveau de la surface d’une étoile à neutron du nom de GRO J1008-57.

Il s’agit d’un champ magnétique phénoménal, surtout si on le compare à celui de la Terre qui mesure 1/20 000 Tesla. Selon les scientifiques, une valeur pareille pourrait même désintégrer des atomes. Pour la mesurer, les astronomes ont analysé les émissions de rayons X provenant de l’étoile morte et qui passent à travers.

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Selon les informations, les données traitées au cours de cette étude avaient été collectées par le satellite chinois Insight-HXMT en 2017.

Une étoile à neutron peut-elle posséder un champ magnétique ?

Une étoile à neutron est ce qui reste d’une étoile lorsque celle-ci arrive à la fin de sa vie et explose sous forme de supernova. L’ « étoile morte » est produite quand tout le matériau présent dans la couche extérieure de l’étoile s’effondre à cause de la force de gravité. La densité au niveau du noyau central est ainsi telle que même les atomes sont écrasés et les électrons de charge négative sont forcés d’entrer en contact avec les protons de charge positive. Cette interaction crée encore plus de neutrons. Le reste de la matière périphérique rebondit vers l’extérieur sous forme d’une explosion massive.

D’après les scientifiques, les étoiles à neutron sont les objets les plus denses de l’Univers. Un échantillon de la taille d’un cube de sucre pèserait des milliards de tonnes. Quant à leur taille, elles ont généralement un diamètre de 20 km, et leur température est d’un million de degrés Kelvin à la surface.

On peut se demander comment des neutrons qui sont censés être neutres peuvent produire un tel champ magnétique. Ces étoiles mortes sont en fait constituées de plusieurs couches. Près de la surface, il y a un nuage formé des électrons restants, puis lorsqu’on se dirige vers l’intérieur, il y a des traces d’ « impuretés » chargées composées de divers noyaux d’atomes, et finalement, au centre, il y a un noyau que l’on pense être constitué d’un fluide de neutrons sans friction avec des impuretés. Cette structure en couche rendrait l’étoile morte très conductrice.

Si l’on prend le cas de GRO J1008-57, cet objet cosmique est aussi un pulsar, c’est-à-dire une étoile à neutron en rotation. Mais lorsqu’un objet très conducteur est en rotation, cela crée un flux de particules chargées qui va générer un champ magnétique puissant, surtout que la vitesse de rotation des étoiles à neutron est très élevée.

Mesurer le champ magnétique à l’aide des rayons X

Pour mesurer la puissance du champ magnétique d’un pulsar, il y a une technique que l’on peut appliquer sur ceux du même type que GRO J1008-57. Ce dernier fait partie des pulsars à rayons X alimentés par accrétion.

L’étoile GRO J1008-57 possède un compagnon de classe B. Cette classe regroupe les étoiles avec à peu près douze fois la masse du Soleil mais qui sont des milliers de fois plus brillantes. Avec sa force de gravité qui est 100 milliards de fois supérieure à celle de la Terre, l’étoile à neutron aspire le matériau constituant son compagnon. Au cours de ce processus, le matériau est enchevêtré dans le champ magnétique du pulsar et se retrouve au niveau des pôles magnétiques de celui-ci pour former des accrétions ou accumulations.

C’est lorsque le matériau stellaire s’écrase à la surface du pulsar à une vitesse équivalente à la moitié de celle de la lumière qu’il y a une libération d’une grande quantité d’énergie sous forme de rayons X. Ces derniers sont en partie dispersés par le puissant champ magnétique et cela laisse ce qu’on appelle une « ligne d’absorption » au niveau de leur spectre. C’est cette ligne d’absorption qui peut être observée à l’aide des télescopes et qui correspond à une sorte d’empreinte digitale du champ magnétique. La position de cette ligne sur le spectre des rayons X est directement liée à la puissance du champ magnétique à la surface de l’étoile à neutron, et c’est ainsi que les chercheurs ont pu évaluer la puissance du champ magnétique de GRO J1008-57.