Des chercheurs utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA ont découvert que la magnétar appelée SGR 0501 + 4516 traverse notre galaxie à partir d'un lieu d'origine inconnu. Les chercheurs disent que cette magnétar en fuite est le candidat le plus probable de notre galaxie de la Voie lactée pour une magnétar qui n'est pas née dans une explosion de supernova comme prévu initialement. Il est si étrange qu'il pourrait même offrir des indices sur le mécanisme derrière des événements connus sous le nom de radio rapides.
« Les magnétars sont des étoiles à neutrons – les restes morts des étoiles – entièrement composés de neutrons. Ce qui rend les magnétars uniques, ce sont leurs champs magnétiques extrêmes », a déclaré Ashley Chrimes, auteur principal du document de découverte publié le 15 avril dans la revue dans la revue Astronomie et astrophysique. Chrimes est un chercheur d'agence spatiale européenne au European Space Research and Technology Center aux Pays-Bas.
Les magnétars ont des superpuissances de comic-book-hero. Une magnétar a un champ magnétique d'environ un billion de fois plus puissant que la magnétosphère de la Terre. Si une magnétar volait près de la terre à la moitié de la distance de la lune, son champ intense effacerait chaque carte de crédit de notre planète. Si un humain se présentait à moins de 600 miles, la magnétar deviendrait une rayon de mort proverbiale de science-fiction, déchirant chaque atome à l'intérieur du corps.
L'étrangeté de la magnétar a été identifiée à l'aide des instruments sensibles de Hubble ainsi que des repères précis du vaisseau spatial Gaia d'ESA (Agence spatiale européenne).
Initialement, la mystérieuse magnétar a été découverte en 2008 lorsque l'observatoire rapide de la NASA a repéré des éclairs intenses de rayons gamma de la périphérie de la Voie lactée. La source, qui s'est avérée être l'une des seulement 30 aimtars connus de la Voie lactée, a été surnommé SGR 0501 + 4516.
Parce que les magnétars sont des étoiles à neutrons, l'explication naturelle de leur formation est qu'ils sont nés dans les supernovae, lorsqu'une étoile explose et peut s'effondrer vers une étoile à neutrons ultra-dense. Cela semble être le cas pour SGR 0501 + 4516, qui est situé à proximité d'un resur supernova appelé HB9. La séparation entre la magnétar et le centre du reste de supernova sur le ciel n'est que de 80 arcminutes, ou légèrement plus large que votre petit doigt lorsqu'il est vu à l'extrémité de votre bras tendu.
Mais une étude d'une décennie avec Hubble Cast Doute sur le lieu de naissance de Magnetar. Après les premières observations avec des télescopes au sol peu de temps après la découverte de SGR 0501 + 4516, les chercheurs ont utilisé la sensibilité exquise de Hubble et un pointage constant pour repérer la légère lueur infrarouge de la magnétar en 2010, 2012 et 2020.
Chacune de ces images a été alignée sur un cadre de référence défini par les observations du vaisseau spatial Gaia, qui a conçu une carte tridimensionnelle extraordinairement précise de près de deux milliards d'étoiles de la Voie lactée. Cette méthode a révélé le mouvement subtil de la magnétar alors qu'il traversait le ciel.
« Tout ce mouvement que nous mesurons est plus petit qu'un seul pixel d'une image Hubble », a déclaré le co-investigateur Joe Lyman de l'Université de Warwick, Royaume-Uni. « Être capable d'effectuer robustement de telles mesures est vraiment un témoignage de la stabilité à long terme de Hubble. »
En suivant la position de Magnetar, l'équipe a pu mesurer le mouvement apparent de l'objet à travers le ciel. La vitesse et la direction du mouvement de SGR 0501 + 4516 ont montré que la magnétar ne pouvait pas être associée au Resters de Supernova à proximité. Le traçage de la trajectoire de la magnétar des milliers d'années dans le passé a montré qu'il n'y avait pas d'autres restes de supernova ou de grappes d'étoiles massives avec lesquelles il pouvait être associé.
Si le SGR 0501 + 4516 n'est pas né dans une supernova, la magnétar doit être plus ancienne que son âge estimé à 20 000 ans, soit elle peut s'être formée d'une autre manière. Les magnétars peuvent également être en mesure de se former par la fusion de deux étoiles à neutrons de masse inférieure ou par un processus appelé effondrement induit par l'accrétion.
L'effondrement induit par l'accrétion nécessite un système d'étoiles binaires contenant une naine blanche: le cœur d'une étoile morte en forme de soleil. Si le nain blanc tire le gaz de son compagnon, il peut devenir trop massif pour se soutenir, conduisant à une explosion – ou peut-être la création d'une magnétar.
« Normalement, ce scénario conduit à l'allumage des réactions nucléaires, et la naine blanche explosant, ne laissant rien derrière. Mais il a été théorisé que dans certaines conditions, le nain blanc peut à la place s'effondrer dans une étoile neutronique. Nous pensons que cela pourrait être la façon dont SGR 0501 est né », a ajouté Andrew Levit de l'Université Radboud aux Néthrosthes et à l'Université de Warwick aux États-Unis.
Comprendre les éclats radio rapides
SGR 0501 + 4516 est actuellement le meilleur candidat pour une magnétar dans notre galaxie qui pourrait s'être formé par une masse de fusion ou d'accrétion. Les magnétars qui se forment par l'effondrement induit par l'accrétion pourraient fournir une explication à certaines des mystérieuses radio rapides, qui sont des flashs bref mais puissants d'ondes radio. En particulier, ce scénario peut expliquer l'origine des rafales radio rapides qui émergent des populations stellaires trop anciennes pour avoir récemment accouché d'étoiles assez massives pour exploser sous forme de supernovae.
« Les taux de natalité magnétar et les scénarios de formation sont parmi les questions les plus urgentes en astrophysique à haute énergie, avec des implications pour de nombreux événements transitoires les plus puissants de l'univers, tels que les rafales gamma, les supernovae super-plus lourdes et les radio rapides », a déclaré Nanda Rea de l'Institut des sciences spatiales à Barcelone, en Espagne.
L'équipe de recherche a d'autres observations de Hubble prévues pour étudier les origines d'autres magnétars de la Voie lactée, aidant à comprendre comment ces objets magnétiques extrêmes se forment.
