Les magnétars font partie des objets astronomiques les plus fascinants. Une cuillère à café de ce dont ils sont faits pèserait près d’un milliard de tonnes, et ils ont des champs magnétiques qui sont des centaines de millions de fois plus puissants que n’importe quel champ magnétique qui existe aujourd’hui sur Terre. Mais nous ne savons pas grand-chose sur la façon dont ils se forment. Un nouvel article pointe vers une source possible : les fusions d’étoiles à neutrons.
Les étoiles à neutrons elles-mêmes sont tout aussi fascinantes. En fait, les magnétars sont généralement considérés comme une forme spécifique d’étoile à neutrons, la principale différence étant la force de ce champ magnétique. On pense qu’il y a environ un milliard d’étoiles à neutrons dans la Voie lactée, et certaines d’entre elles se présentent par paires binaires.
Lorsqu’elles sont gravitationnellement liées les unes aux autres, les étoiles entrent dans une danse finale de la mort, entraînant généralement soit un trou noir, soit potentiellement la transformation de l’une ou des deux en magnétar. Ce processus peut prendre des centaines de millions d’années pour se développer jusqu’à un certain point lorsque l’explosion (ou l’effondrement) réelle se produit. Mais quand c’est le cas, c’est spectaculaire, et une équipe de chercheurs pense avoir découvert que cela s’est produit quelques semaines seulement avant de le repérer.
Plus précisément, cela s’est produit il y a environ 228 millions d’années, c’est-à-dire à quelle distance de la galaxie cela s’est produit. Cependant, la lumière de cet événement spectaculaire n’a atteint les capteurs des Pan-STARR que quelques semaines avant de commencer à observer cette partie du ciel. Et ce qui distingue ce magnétar de tous les autres scientifiques découverts, c’est sa vitesse de rotation.
En règle générale, les étoiles à neutrons tournent des milliers de fois par minute, leur période étant de l’ordre de la milliseconde. Mais les magnétars découverts par les scientifiques se distinguent par le fait que leur temps de rotation est beaucoup plus lent, généralement une fois toutes les deux à dix secondes. Mais GRB130310A, comme le nouveau magnétar est maintenant connu, a une période de rotation de 80 millisecondes, ce qui le rapproche de l’ordre des étoiles à neutrons que le magnétar typique.
Cet écart est probablement dû à l’âge remarquablement jeune auquel Zhang Binbin et ses collègues ont trouvé ce magnétar. Il n’a pas encore terminé son ralentissement de rotation, comme l’ont fait de nombreux autres magnétars observés. Mais le fait que sa période de rotation se rapproche du taux d’étoiles à neutrons indique que son point de départ potentiel est l’une de ces étoiles à neutrons elle-même.
Ce ralentissement de rotation que GRB130310A subit actuellement prend des milliers d’années, mais finalement, les magnétars disparaissent et deviennent presque indétectables. On estime que 30 millions de magnétars morts flottent autour de la Voie lactée, et au moins certains d’entre eux ont probablement commencé avec les mêmes périodes orbitales dramatiques que GRB130310A.
Un autre indice que le nouveau magnétar est né d’une fusion d’étoiles à neutrons était l’absence d’événements précurseurs que les observatoires auraient pu capter. Il n’y a pas eu de supernova ni de sursaut gamma, qui précèdent généralement la naissance d’un magnétar. Il semble donc que les chercheurs soient tombés sur une fusion d’étoiles à neutrons qu’ils ont détectée presque juste au moment où elle s’est produite.
Il existe d’autres moyens de détecter les fusions d’étoiles à neutrons, comme par les ondes gravitationnelles qu’elles émettent parfois. On ne sait pas si une autre instrumentation a pu capturer cette fusion pour confirmer que l’événement s’est produit comme l’hypothèse des chercheurs. Mais si c’est le cas, c’est un autre point de données confirmant l’idée de longue date selon laquelle les magnétars sont au moins parfois nés de fusions d’étoiles à neutrons. Et de nombreuses autres observations d’événements similaires dans tout l’univers seront disponibles pour aider à confirmer ou à réfuter cette théorie.
B.-B. Zhang et al, Une hyper éruption d’un magnétar âgé de plusieurs semaines née d’une fusion d’étoiles à neutrons binaires. arXiv:2205.07670v1 [astro-ph.HE], arxiv.org/abs/2205.07670