Elle va devenir l’objet le plus magnétique de l’Univers : la naissance d’un futur magnétar observée en direct ?

Une équipe d’astronomes a
identifié en 2023 un nouveau type d’étoile susceptible de résoudre
un mystère cosmique de longue date. Cette étoile massive chargée en
hélium possède en effet un champ magnétique ultrapuissant, ce qui
signifie qu’elle pourrait être l’étape préliminaire menant à la
formation d’un magnétar, dont les origines restent jusqu’à présent
inconnues. 

Que sont les magnétars ?

Les étoiles à neutrons se forment à
la suite d’explosions massives de supernova, lorsque les restes de
matière d’une étoile morte se condensent en un objet
extrêmement dense et chaud. Imaginez la masse du Soleil
comprimée dans un espace pas plus grand que la ville de Paris. Les
versions hautement magnétiques de ces objets sont appelées
magnétars. Ces objets possèdent certains des
champs magnétiques les plus puissants de
l’Univers.

Les magnétars sont d’un grand intérêt,
car ils fournissent un laboratoire naturel pour étudier les
propriétés extrêmes des champs magnétiques et les phénomènes liés à
la physique des hautes énergies. Leurs observations peuvent
également nous aider à mieux comprendre la structure interne des
étoiles à neutrons et les processus qui se déroulent dans des
environnements extrêmement hostiles et énergétiques. Cependant, les
astronomes s’interrogent toujours sur la manière dont ces
objets se forment en premier lieu, d’où l’intérêt de cette
nouvelle découverte.

Une étape préliminaire

Situé à 3 000
années-lumière de la Terre dans la constellation de la
Licorne, le système d’étoiles binaires HD 45166
intrigue les scientifiques depuis plus d’un siècle. Les
observations de son étoile principale, grande et principalement
constituée d’hélium, suggèrent en effet qu’elle possède des
propriétés inexpliquées.

Dans le cadre de cette étude, une
équipe dirigée par l’astronome Tomer Shenar l’a donc étudiée de
plus près au moyen de plusieurs instruments (spectroscopie des
raies spectrales, polarimétrie et d’autres techniques de
pointe).

Ces données ont révélé que le système
abritait une étoile Wolf-Rayet (massive et très
lumineuse, à un stade avancé de son évolution stellaire) d’environ
deux masses solaires et générant un champ
magnétique de 43 kilogauss. En comparaison, celui
du Soleil n’est que de 10 gauss. Si l’on en croit
ces résultats, alors l’étoile principale de ce système serait la
plus magnétique jamais identifiée.

Pour en revenir aux magnétars, si l’on
pense que ces objets se sont formés lors de l’effondrement
d’étoiles massives, les astronomes ignorent encore pourquoi seules
certaines d’entre elles acquièrent des champs magnétiques
suffisamment intenses pour devenir des magnétars, alors que
d’autres finissent en étoiles à neutrons ordinaires.

D’après leurs calculs, publiés dans la
revue Science, les chercheurs estiment
ici que cette étoile s’effondrera très probablement directement en
magnétar à sa mort, gagnant ainsi un champ magnétique encore plus
important. L’équipe évoque une puissance potentielle d’environ
100 000 milliards de gauss. En définitive, cette
étoile pourrait donc être considérée comme un
protomagnétar qui représente une étape
préliminaire à la formation d’un véritable magnétar.

La découverte de cette étoile pourrait
aussi avoir des implications profondes pour la compréhension de
certains phénomènes énergétiques extrêmes, tels que les sursauts
gamma et les émissions radio rapides.

Ces événements, qui libèrent des
quantités colossales d’énergie en un temps extrêmement court, sont
souvent associés aux magnétars. Cependant, leur origine exacte et
les mécanismes sous-jacents restent en partie mystérieux. Les
magnétars étant susceptibles de produire ces explosions violentes
par des réarrangements internes ou des failles dans leur croûte
solide, une étude approfondie de cette étoile magnétique pourrait
éclairer les conditions spécifiques qui déclenchent ces
manifestations énergétiques, reliant ainsi les étapes finales de
l’évolution stellaire aux phénomènes les plus violents de
l’Univers.