Lorsque les étoiles atteignent la fin de leur séquence principale, elles subissent un effondrement gravitationnel, éjectant leurs couches les plus externes dans une explosion de supernova. Ce qui reste ensuite est un noyau dense et tournant principalement composé de neutrons (aka. Une étoile à neutrons), dont seulement 3000 sont connus pour exister dans la galaxie de la Voie lactée. Un sous-ensemble encore plus rare d'étoiles à neutrons sont les magnétars, dont seulement deux douzaines sont connues dans notre galaxie.
Ces étoiles sont particulièrement mystérieuses, ayant des champs magnétiques extrêmement puissants qui sont presque assez puissants pour les déchirer. Et grâce à une nouvelle étude d'une équipe d'astronomes internationaux, il semble que le mystère de ces étoiles ne fait que s'approfondir. À l'aide de données provenant d'une série d'observatoires de radio et de rayons X, l'équipe a observé l'an dernier un magnétar qui était en sommeil depuis environ trois ans et qui se comporte maintenant quelque peu différemment.
L'étude, intitulée «Revival of the Magnetar PSR J1622–4950: Observations with MeerKAT, Parkes, XMM-Newton, Rapide, Chandra, et NuSTAR", A récemment paru dans The Astrophysical Journal. L'équipe était dirigée par le Dr Fernando Camilo - scientifique en chef de l'Observatoire sud-africain de radioastronomie (SARAO) - et comprenait plus de 200 membres de plusieurs universités et institutions de recherche du monde entier.
Les magnétars sont ainsi nommés parce que leurs champs magnétiques sont jusqu'à 1000 fois plus puissants que ceux des étoiles à neutrons pulsants ordinaires (aka. Pulsars). L'énergie associée à ces champs est si puissante qu'elle brise presque l'étoile, la rendant instable et affichant une grande variabilité en termes de propriétés physiques et d'émissions électromagnétiques.
Alors que tous les magnétars sont connus pour émettre des rayons X, seuls quatre sont connus pour émettre des ondes radio. L'un d'eux est le PSR J1622-4950 - un magnétar situé à environ 30 000 années-lumière de la Terre. Début 2015, ce magnétar était en veille. Mais comme l'équipe l'a indiqué dans son étude, les astronomes utilisant le radiotélescope CSIRO Parkes en Australie ont noté qu'il redevenait actif le 26 avril 2017.
À l'époque, le magnétar émettait des impulsions radio lumineuses toutes les quatre secondes. Quelques jours plus tard, Parkes a été fermé dans le cadre d'un programme d'entretien planifié d'un mois. À peu près au même moment, le radiotélescope MeerKAT d’Afrique du Sud a commencé à surveiller l’étoile, malgré le fait qu’elle était encore en construction et que seulement 16 de ses 64 antennes paraboliques étaient disponibles. Le Dr Fernando Camilo décrit la découverte dans un récent communiqué de presse de SKA South Africa:
"[L] es observations de MeerKAT se sont avérées essentielles pour comprendre les quelques photons de rayons X que nous avons capturés avec les télescopes en orbite de la NASA - pour la première fois des impulsions de rayons X ont été détectées de cette étoile, toutes les 4 secondes. Ensemble, les observations rapportées aujourd'hui nous aident à développer une meilleure image du comportement de la matière dans des conditions physiques incroyablement extrêmes, complètement différentes de celles que l'on peut rencontrer sur Terre ».
Après que les observations initiales ont été faites par les observatoires Parkes et MeerKAT, des observations de suivi ont été menées en utilisant l'observatoire spatial XMM-Newton, Swift Gamma-Ray Burst Mission, l'Observatoire de rayons X Chandra et le réseau de télescopes spectroscopiques nucléaires. (NuSTAR). Avec ces observations combinées, l'équipe a noté des choses très intéressantes sur ce magnétar.
D'une part, ils ont déterminé que la densité de flux radio du PSR J1622-4950, bien que variable, était environ 100 fois supérieure à ce qu'elle était pendant son état de dormance. De plus, le flux de rayons X était au moins 800 fois plus important un mois après la réactivation, mais a commencé à se désintégrer de façon exponentielle au cours d'une période de 92 à 130 jours. Cependant, les observations radio ont noté quelque chose de très inattendu dans le comportement du magnétar.
Bien que la géométrie globale qui a été déduite des émissions radioélectriques du PSR J1622-4950 soit conforme à ce qui avait été déterminé plusieurs années auparavant, leurs observations ont indiqué que les émissions radioélectriques provenaient désormais d'un emplacement différent dans la magnétosphère. Cela indique surtout comment les émissions radio des magnétars peuvent différer des pulsars ordinaires.
Cette découverte a également validé l'observatoire MeerKAT en tant qu'instrument de recherche de classe mondiale. Cet observatoire fait partie du Square Kilometer Array (SKA), le projet multi-radiotélescope qui construit le plus grand radiotélescope du monde en Australie, en Nouvelle-Zélande et en Afrique du Sud. Pour sa part, MeerKAT utilise 64 antennes radio pour recueillir des images radio de l'Univers afin d'aider les astronomes à comprendre comment les galaxies ont évolué au fil du temps.
Compte tenu du volume considérable de données collectées par ces télescopes, MeerKAT s'appuie à la fois sur une technologie de pointe et sur une équipe d'opérateurs hautement qualifiés. Comme Abbott l'a indiqué, «nous avons une équipe d'ingénieurs et de scientifiques les plus brillants d'Afrique du Sud et du monde travaillant sur le projet, car les problèmes que nous devons résoudre sont extrêmement difficiles et attirent les meilleurs».
Le professeur Phil Diamond, directeur général de l'organisation SKA à la tête du développement du Square Kilometer Array, a également été impressionné par la contribution de l'équipe MeerKAT. Comme il l'a déclaré dans un communiqué de presse de SKA:
«Bravo à mes collègues d'Afrique du Sud pour cette réalisation exceptionnelle. La construction de tels télescopes est extrêmement difficile, et cette publication montre que MeerKAT est prêt pour les affaires. En tant que l'un des télescopes précurseurs SKA, cela augure bien pour le SKA. MeerKAT sera finalement intégré dans la phase 1 du télescope SKA-mid, portant à 197 le nombre total de paraboles à notre disposition, créant le radiotélescope le plus puissant de la planète ».
Lorsque le SKA sera mis en ligne, ce sera l'un des télescopes au sol les plus puissants au monde et environ 50 fois plus sensible que tout autre instrument radio. Avec d'autres télescopes terrestres et spatiaux de nouvelle génération, les choses qu'il révélera sur notre univers et comment il a évolué au fil du temps devraient être vraiment révolutionnaires.
Plus loin Lecture: SKA Africa, SKA, The Astrophysical Journal
