Un étrange gazouillis dans la lumière d'une étoile en explosion a fourni aux astronomes la première preuve directe de la naissance d'un magnétar. La découverte, réalisée par des chercheurs aux États-Unis, confirme que ces étoiles à neutrons ultra magnétiques peuvent alimenter les supernovae les plus brillantes de l'univers. Elle marque aussi la première fois que la relativité générale d'Einstein est utilisée pour expliquer la mécanique d'une supernova.
Une théorie vieille de 16 ans enfin prouvée
Les supernovae superlumineuses brillent 10 fois plus fort que les explosions stellaires ordinaires. Depuis que les astronomes les ont repérées pour la première fois au début des années 2000, ils ne pouvaient expliquer pourquoi ces explosions restent si lumineuses longtemps après l'effondrement du cœur d'une étoile. En 2010, l'astrophysicien théoricien Dan Kasen de UC Berkeley a proposé une réponse : un magnétar nouveau-né. Il a soutenu que lorsqu'une étoile massive meurt, son cœur peut s'effondrer en une étoile à neutrons plutôt qu'en un trou noir. Si l'étoile d'origine avait un fort champ magnétique, l'effondrement l'amplifierait, créant un magnétar avec un champ magnétique 100 à 1 000 fois plus fort qu'un pulsar typique. Les jeunes magnétars peuvent tourner plus de 1 000 fois par seconde. En tournant, leurs champs magnétiques accélèrent des particules chargées qui percutent les débris de la supernova, injectant de l'énergie supplémentaire et maintenant l'explosion lumineuse.
Un gazouillis dans la courbe de lumière
L'étudiant diplômé Joseph Farah de UC Santa Barbara et de l'Observatoire Las Cumbres a trouvé la preuve la plus solide à ce jour de cette théorie. Il a étudié une supernova découverte en 2024 appelée SN 2024afav. Farah et ses collègues ont remarqué des bosses inhabituelles dans la courbe de lumière de la supernova. Ces bosses, qu'ils ont décrites comme un gazouillis, ne peuvent être expliquées qu'en utilisant la théorie de la relativité générale d'Einstein. Le gazouillis a révélé qu'un magnétar nouveau-né vacillait, ou précessait, en tournant. Ce vacillement, causé par les effets de la relativité générale, injectait de l'énergie supplémentaire dans les débris en expansion, faisant briller la supernova bien plus longtemps que la normale.
Pourquoi cela importe à ceux qui étudient le ciel
Pour les astronomes, c'est la première observation directe de la naissance d'un magnétar. Cela confirme que ces objets exotiques sont réels et qu'ils alimentent les explosions les plus brillantes de l'univers. La découverte valide aussi une théorie proposée il y a 16 ans et montre que la relativité générale peut être utilisée pour comprendre la mécanique des supernovae. On pense également que les magnétars génèrent de mystérieux sursauts radio rapides, donc comprendre leur naissance pourrait aider à expliquer ces signaux aussi. La recherche a été publiée dans la revue Nature.
