Découverte de ce qui semble être une étoile morte à la surface solide
Les étoiles sont de grosses boules de plasma brûlant, mais les astronomes en ont repéré une, très étrange, qui semble avoir une surface solide. Son champ magnétique intense est suffisamment puissant pour surmonter ses températures torrides et « geler » ses couches externes en une croûte solide.
Image d’entête : représentation d’un magnétar et ses lignes de champ magnétique, un type d’étoile à neutrons hautement magnétique, une masse ultra dense laissée après l’explosion d’une étoile en supernova. (ESA)
La découverte a été faite par des astronomes étudiant les données de l’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), un satellite qui mesure la polarisation de la lumière des rayons X provenant de sources cosmiques. La polarisation est essentiellement la direction dans laquelle les ondes électromagnétiques « pointent », et leur analyse peut révéler bien des choses sur un objet et l’environnement qui l’entoure.
Dans ce cas, l’équipe a examiné les données de l’IXPE sur un magnétar connu sous le nom de 4U 0142+61, situé à environ 13 000 années-lumière de la Terre dans la constellation de Cassiopée. Les magnétars sont un type d’étoiles à neutrons dotées d’un champ magnétique extrêmement puissant. C’est la première fois qu’un tel objet est observé en lumière X polarisée.
Représentation d’un magnétar. (NASA)
Les données ont révélé quelques surprises concernant le magnétar. Tout d’abord, on s’attendait à ce qu’il soit entouré d’une atmosphère, ce qui produirait un signal où la lumière serait polarisée dans une direction spécifique. Or, ce n’était pas le cas, ce qui indique l’absence d’atmosphère.
Plus étrange encore, à des énergies plus élevées, l’angle de polarisation était inversé de 90 degrés exactement, par rapport à la lumière à des énergies plus faibles. C’est le signal auquel on pourrait s’attendre si le magnétar avait une surface solide, entourée d’un champ magnétique à l’extérieur. Cette croûte serait constituée d’un réseau d’ions, le champ magnétique maintenant le tout ensemble.
Selon la professeure Silvia Zane, coauteure principale de l’étude :
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 il est devenu solide de la même manière que l’eau peut se transformer 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 fort pour devenir solide.
L’équipe reconnaît qu’il pourrait y avoir d’autres explications aux observations, mais c’est la première fois qu’une surface solide sur une étoile est une hypothèse viable. Les chercheurs prévoient d’examiner des magnétars encore plus chauds à l’avenir, afin de déterminer comment la température et l’intensité du champ magnétique peuvent interagir pour modifier la surface d’une étoile.
L’étude publiée dans Science : Polarized x-rays from a magnetar et présentée sur le site de l’University College London : Magnetised dead star likely has solid surface.