Les pulsars sont des étoiles à neutrons à rotation rapide et à rayonnement élevé. Cependant, à l'occasion, ces corps en rotation rapide subissent un changement violent, projetant d'énormes quantités d'énergie dans l'espace. Bien que de courte durée (une fraction de seconde), l'explosion observée contient un coup de poing d'au moins 75 000 soleils. Est-ce un processus naturel dans la vie d'un pulsar? S'agit-il d'un type totalement différent de phénomènes cosmiques? Les chercheurs suggèrent que ces observations peuvent être un type différent d'étoile à neutrons: magnétars déguisé en pulsars (et sans une once de matière noire en vue!)…
Les étoiles à neutrons sont le produit d'étoiles massives après une supernova. L'étoile n'est pas assez grande pour créer un trou noir (c'est-à-dire moins de 5 masses solaires), mais elle est assez grande pour créer une minuscule masse dense et chaude de neutrons (d'où le nom). En raison du «principe d'exclusion de Pauli» - un principe de la mécanique quantique qui empêche deux neutrons d'avoir les mêmes caractéristiques quantiques dans le même volume - les étoiles à neutrons devraient également être très chaudes. Les forces gravitationnelles intenses importent dans un tout petit volume, mais les effets quantiques repoussent les neutrons. Après que l'étoile est devenue supernova, comme les étoiles à neutrons sont si petites (un rayon de seulement 10 à 20 km), la petite masse préserve le moment angulaire des étoiles, résultant en un corps à rotation rapide et hautement rayonnant.
Une grande partie du magnétisme des étoiles est également préservée, mais dans un état dense considérablement accru. Les étoiles à neutrons devraient donc avoir un champ magnétique intense. C'est en effet ce champ magnétique qui aide à générer des jets d'émission à partir des pôles magnétiques du corps en rotation, créant un faisceau de rayonnement (un peu comme un phare).
Cependant, l'un de ces phares clignotants a surpris les observateurs… il a explosé, projetant de grandes quantités d'énergie dans l'espace, puis a continué à tourner et à clignoter comme si de rien n'était. Ce phénomène a récemment été observé par Rossi X-ray Timing Explorer (RXTE) de la NASA et a été étayé par des données de l'Observatoire de rayons X Chandra.
Il existe en fait d'autres classes d'étoiles à neutrons. Les «magnétars» hautement magnétiques à rotation lente sont considérés comme un type distinct d'étoile à neutrons. Ils sont distincts des pulsars moins magnétiques car ils libèrent sporadiquement de grandes quantités d'énergie dans l'espace et ne présentent pas la rotation périodique que nous comprenons des pulsars. On pense que les magnétars explosent lorsque le champ magnétique intense (le champ magnétique le plus puissant qui existe dans l'Univers) déforme la surface de l'étoile à neutrons, provoquant des événements de reconnexion extrêmement énergétiques entre le flux magnétique, provoquant des explosions de rayons X violentes et sporadiques.
Il y a maintenant des spéculations que les pulsars périodiques connus qui présentent soudainement des explosions de type magnétar sont en fait les cousins hautement magnétiques des pulsars déguisé en pulsars. Les pulsars n'ont tout simplement pas assez d'énergie magnétique pour générer des explosions de cette ampleur, les magnétars en ont.
Fotis Gavriil du Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, et ses collègues ont analysé une jeune étoile à neutrons (appelée PSR J1846-0258 dans la constellation Aquila). Ce pulsar était souvent considéré comme «normal» en raison de sa rotation rapide (3,1 tours par seconde), mais RXTE a observé cinq sursauts de rayons X de type magnétar à partir du pulsar en 2006. Chaque événement n'a pas duré plus de 0,14 seconde et a généré énergie de 75 000 soleils. Les observations de suivi de Chandra ont confirmé qu'en six ans, le pulsar était devenu plus "semblable à un magnétar". La rotation du pulsar ralentit également, suggérant qu'un champ magnétique élevé pourrait freiner sa rotation.
Ces découvertes sont importantes, car elles suggèrent que les pulsars et les magnétars peuvent être la même créature, juste à différentes périodes d'une vie de pulsars, et non pas deux classes entièrement différentes d'étoiles à neutrons…
Les résultats de cette recherche seront publiés dans le numéro d'aujourd'hui de Science Express.
Source: AAAS Science Express
