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.
Ci-dessous une animation de ce à quoi pourrait ressembler cette étoile pas comme les autres :
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.
