Le zoo cosmique abrite d’étranges bêtes que les astronomes rencontrent de la manière la plus fascinante. Il n’y a pas si longtemps, une équipe australienne a découvert un magnétar très inhabituel, l’un des habitants les plus étranges du zoo étoilé. Il s’appelle GPM J1839-10 et se trouve à environ 15 000 années-lumière en direction de la constellation Scutum.
GPM J1839-10 est en fait apparu dans des observations commençant il y a plusieurs décennies, se cachant à la vue de tous. Les astronomes l’ont décrit comme un “objet transitoire énigmatique” qui apparaîtrait et disparaîtrait, émettant de l’énergie trois fois par heure. Ce n’est qu’en 2022, lorsqu’une équipe de l’Université Curtin l’a observé avec le radiotélescope Murchison Wide-Field Array sur Wajarri Yamaji Country dans l’Outback Western Australia, qu’ils l’ont identifié comme un possible magnétar à longue période. “Cet objet remarquable remet en question notre compréhension des étoiles à neutrons et des magnétars, qui comptent parmi les objets les plus exotiques et les plus extrêmes de l’univers”, a déclaré la chef d’équipe Natasha Hurley-Walker.
Ce n’est que le deuxième magnétar à longue période jamais découvert. L’étudiant de premier cycle de Hurley-Walker, Tyrone O’Doherty, a trouvé le premier. Sa découverte a surpris tout le monde. “Nous étions perplexes”, a déclaré Hurley-Walker. “Nous avons donc commencé à rechercher des objets similaires pour savoir s’il s’agissait d’un événement isolé ou simplement de la pointe de l’iceberg.”
Magnétar le Magnifique
Les astronomes étudient les magnétars depuis des années. Ce sont des étoiles mortes extrêmement magnétiques qui libèrent de l’énergie par rafales allant de quelques secondes à quelques minutes. Ils proviennent probablement de la mort d’étoiles massives dans des supernovae et du reste qui s’effondre pour former une étoile à neutrons. Il existe également des preuves que la collision d’étoiles à neutrons pourrait créer des magnétars.
Le noyau d’un magnétar est une étoile à neutrons en rotation d’environ 20 kilomètres de diamètre. Ils sont susceptibles d’avoir des surfaces solides. Le noyau a généralement une masse de 100 millions de tonnes ou plus. Il possède un champ magnétique incroyablement puissant (d’où le nom de “magnetar”). Pendant qu’il tourne, le magnétar émet des rafales périodiques d’émissions radio et autres.
Tracer ces explosions, c’est comme écouter le tic-tac d’une horloge, mais utiliser des radiotélescopes pour capter les signaux. La plupart des magnétars perdent leurs champs magnétiques après environ 10 000 ans, ce qui en fait des phénomènes de courte durée en termes cosmiques. Ce nouveau émet des rafales d’énergie pendant cinq minutes toutes les 22 minutes. Cela en fait le magnétar à plus longue période trouvé. Il pourrait aussi être vieillissant, sur le point de cesser de faire la publicité de sa présence.
Trouver GPM J1839-10 encore et encore
Dans le cadre de leurs recherches, l’équipe d’astronomie a recherché des preuves de GPM J1839-10 dans les journaux d’observation d’autres observatoires radio au cours des dernières décennies. C’est alors qu’ils ont découvert que cela avait été observé depuis 1988. C’était juste que personne ne savait exactement ce que c’était.
“Il est apparu dans les observations du radiotélescope géant Metrewave (GMRT) en Inde, et le Very Large Array (VLA) aux États-Unis avait des observations remontant à 1988”, a déclaré Hurley-Walker. “C’était un moment assez incroyable pour moi. J’avais cinq ans lorsque nos télescopes ont enregistré pour la première fois les impulsions de cet objet, mais personne ne l’a remarqué et il est resté caché dans les données pendant 33 ans. Ils l’ont raté parce qu’ils ne s’attendaient pas à trouver quelque chose comme ça.
L’équipe a effectué des observations de suivi à l’aide de radiotélescopes en Australie, en Afrique du Sud et du télescope à rayons X XMM-Newton en orbite. Il est apparu dans les données du radiotélescope, ainsi que dans l’infrarouge d’un télescope des îles Canaries. Cependant, aucune émission de rayons X n’a été trouvée, ce qui indique que l’objet n’émet pas à ces énergies.
La recherche dans les archives a permis à l’équipe d’en savoir le plus possible sur cet objet. Hurley-Walker l’a décrit comme “sous la ligne de mort”, où le champ magnétique d’une étoile est trop faible pour émettre des émissions radio à haute énergie. Alors, que se passe-t-il avec GPM J1839-10 puisqu’il émet des signaux que les radiotélescopes peuvent détecter ?
Attendez, ça devient plus bizarre
Hurley-Walker a expliqué que le GPM J1839-10 tourne trop lentement et ne devrait pas envoyer d’ondes radio. C’est parce que les émissions radio périodiques des magnétars sont le résultat de champs magnétiques dipolaires rotatifs et d’autres mécanismes. Les modèles de magnétars supposent des spins rapides, de sorte que les émissions radio des rotateurs lents sont inattendues.
“En supposant qu’il s’agisse d’un magnétar, il ne devrait pas être possible pour cet objet de produire des ondes radio”, a-t-elle déclaré. « Mais nous les voyons. Et nous ne parlons pas seulement d’un petit coup d’émission radio. Toutes les 22 minutes, il émet une impulsion d’énergie de longueur d’onde radio de cinq minutes, et cela depuis au moins 33 ans. Quel que soit le mécanisme derrière tout cela, c’est extraordinaire.
Cet objet défie-t-il la compréhension conventionnelle des magnétars ? Peut-être. Cela donne certainement matière à réflexion aux astronomes qui étudient la formation et l’évolution des magnétars à partir des enveloppes d’étoiles mortes en supernovae. Cela pourrait également aider à déterminer si la collision d’étoiles à neutrons joue un rôle. Et cela pourrait donner un aperçu des sursauts radio rapides que les astronomes détectent dans tout l’univers.
Bien sûr, trouver plus de ces magnétars à longue période aiderait les astronomes à comprendre s’il s’agit en fait de magnétars typiques ou d’une autre nouvelle découverte dans le zoo cosmique.
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