Première mondiale : des astronomes assistent en direct à la formation d’un magnétar
Une équipe internationale d’astronomes a observé pour la première fois la naissance d’un magnétar, un type d’étoile à neutrons, au cœur d’une explosion stellaire, située à environ un milliard d’années-lumière de la Terre. Cette découverte pourrait éclairer l’origine des supernovae exceptionnellement lumineuses, qui défient les modèles astrophysiques établis depuis près de deux décennies.
Une explosion qui refuse de s’éteindre normalement
Le 14 septembre 2024, le télescope Zwicky Transient Facility a détecté une nouvelle supernova, baptisée SN 2024afav. Initialement, elle se présente comme une explosion stellaire classique, mais sa luminosité persiste anormalement pendant plusieurs semaines, attirant l’attention de Joseph Farah, doctorant à l’université de Californie à Berkeley. Il coordonne alors une campagne d’observation intensive, impliquant une vingtaine d’observatoires à travers le monde.
Les télescopes ont scruté la supernova sans interruption pendant 200 jours. Entre les 45e et 95e jours suivant l’explosion, un phénomène inédit a été documenté : la courbe de lumière présente quatre oscillations distinctes, régulières, avec une amplitude croissante. Chaque pulsation dure environ 12 jours au départ, puis cet intervalle se raccourcit progressivement jusqu’à 10 jours.
Quatre pulsations régulières qui accélèrent et trahissent la naissance d’un magnétar
Cette accélération des pulsations est directement liée à la relativité générale. Le disque de matière entourant le magnétar, formé par les débris de l’explosion, tourne dans un espace-temps déformé par la masse extrême de l’étoile à neutrons. Les chercheurs ont modélisé ce phénomène et ont constaté que le disque devait accélérer sa rotation d’environ 15 % durant la période observée, une concordance qui renforce l’interprétation de ce processus relativiste.
Le magnétar lui-même reste invisible, sa lumière étant piégée par l’opacité du disque environnant, composé d’éléments lourds éjectés lors de l’effondrement stellaire. Seules les oscillations du disque, modulant la lumière qui nous parvient, trahissent sa présence.
Einstein valide le modèle et ouvre la chasse aux magnétars cachés
Cette observation modifie notre compréhension des supernovae superlumineuses. Depuis 2004, les astrophysiciens cherchaient une source d’énergie capable de maintenir une luminosité intense pendant des mois. Les résultats de SN 2024afav confirment l’hypothèse d’un magnétar central comme source d’énergie.
Le magnétar nouvellement formé tourne sur lui-même plusieurs centaines de fois par seconde, générant un champ magnétique d’une intensité de 100 000 milliards de gauss. Cette rotation ultrarapide dissipe l’énergie sous forme de rayonnement électromagnétique, réchauffant le nuage de débris et prolongeant la phase lumineuse de la supernova.
L’équipe de recherche a identifié d’autres supernovae candidates présentant des variations lumineuses similaires, qui pourraient également révéler des magnétars cachés lors d’analyses approfondies. Les futures générations de télescopes, comme le Vera C. Rubin Observatory, devraient permettre de multiplier ces détections.
Cette avancée illustre la validité continue de la relativité générale, qui continue de prédire des phénomènes dans des environnements extrêmes. Cette découverte ouvre la voie à l’utilisation des magnétars comme laboratoires naturels pour tester la gravité dans des conditions inaccessibles sur Terre.
Source : Nature
