Une équipe internationale dirigée par des astronomes du nœud de l’Université Curtin du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) a découvert un nouveau type d’objet stellaire qui remet en question notre compréhension de la physique des étoiles à neutrons.
L’objet pourrait être un magnétar à ultra-longue période, un type rare d’étoile avec des champs magnétiques extrêmement puissants qui peuvent produire de puissantes rafales d’énergie.
Jusqu’à récemment, tous les magnétars connus libéraient de l’énergie à des intervalles allant de quelques secondes à quelques minutes. L’objet nouvellement découvert émet des ondes radio toutes les 22 minutes, ce qui en fait le magnétar à période la plus longue jamais détecté.
La recherche a été publiée aujourd’hui dans la revue Nature.
Les astronomes ont découvert l’objet à l’aide du Murchison Widefield Array (MWA), un radiotélescope situé dans le pays de Wajarri Yamaji, dans l’outback de l’Australie occidentale.
L’auteur principal, le Dr Natasha Hurley-Walker, a déclaré que le magnétar, nommé GPM J1839-10, se trouve à 15 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Scutum.
« Cet objet remarquable défie notre compréhension des étoiles à neutrons et des magnétars, qui comptent parmi les objets les plus exotiques et les plus extrêmes de l’Univers », a-t-elle déclaré.
L’objet stellaire n’est que le deuxième du genre jamais détecté après la découverte du premier par Tyrone O’Doherty, étudiant en recherche de premier cycle à l’Université Curtin.
Au départ, les scientifiques ne pouvaient pas expliquer ce qu’ils avaient trouvé.
Ils ont publié un article dans Nature en janvier 2022 décrivant un objet transitoire énigmatique qui apparaîtrait et disparaîtrait par intermittence, émettant de puissants faisceaux d’énergie trois fois par heure.
Le Dr Hurley-Walker – le superviseur des honneurs d’O’Doherty – a déclaré que le premier objet nous avait pris par surprise.
« Nous étions perplexes », a-t-elle déclaré. « Nous avons donc commencé à rechercher des objets similaires pour savoir s’il s’agissait d’un événement isolé ou simplement de la pointe de l’iceberg. »
Entre juillet et septembre 2022, l’équipe a scanné le ciel à l’aide du télescope MWA.
Ils ont rapidement trouvé ce qu’ils cherchaient dans GPM J1839-10.
Il émet des rafales d’énergie qui durent jusqu’à cinq minutes, soit cinq fois plus longtemps que le premier objet.
D’autres télescopes ont suivi pour confirmer la découverte et en savoir plus sur les caractéristiques uniques de l’objet.
Ceux-ci comprenaient trois radiotélescopes CSIRO en Australie, le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud, le télescope Grantecan (GTC) de 10 m et le télescope spatial XMM-Newton.
Armée des coordonnées et des caractéristiques célestes du GPM J1839-10, l’équipe a également commencé à rechercher les archives d’observation des premiers radiotélescopes du monde.
« Il est apparu dans les observations du radiotélescope géant Metrewave (GMRT) en Inde, et le Very Large Array (VLA) aux États-Unis avait des observations remontant à 1988 », a-t-elle déclaré.
« Ce fut un moment assez incroyable pour moi. J’avais cinq ans lorsque nos télescopes ont enregistré pour la première fois les impulsions de cet objet, mais personne ne l’a remarqué et il est resté caché dans les données pendant 33 ans.
« Ils l’ont raté parce qu’ils ne s’attendaient pas à trouver quelque chose comme ça. »
Tous les magnétars ne produisent pas d’ondes radio. Certains existent en dessous de la « ligne de mort », un seuil critique où le champ magnétique d’une étoile devient trop faible pour générer des émissions à haute énergie.
« L’objet que nous avons découvert tourne beaucoup trop lentement pour produire des ondes radio – il est en dessous de la ligne de mort », a déclaré le Dr Hurley-Walker.
« En supposant qu’il s’agisse d’un magnétar, il ne devrait pas être possible pour cet objet de produire des ondes radio. Mais nous les voyons.
« Et nous ne parlons pas seulement d’un petit coup d’émission radio.
« Toutes les 22 minutes, il émet une impulsion d’énergie de longueur d’onde radio de cinq minutes, et il le fait depuis au moins 33 ans.
« Quel que soit le mécanisme derrière tout cela, c’est extraordinaire.
Cette découverte a des implications importantes pour notre compréhension de la physique des étoiles à neutrons et du comportement des champs magnétiques dans des environnements extrêmes.
Elle soulève également de nouvelles questions sur la formation et l’évolution des magnétars et pourrait éclairer l’origine de phénomènes mystérieux comme les sursauts radio rapides.
L’équipe de recherche prévoit de mener d’autres observations du magnétar pour en savoir plus sur ses propriétés et son comportement.
Ils espèrent également découvrir plus de ces objets énigmatiques à l’avenir, pour déterminer s’il s’agit bien de magnétars à ultra-longue période, ou de quelque chose d’encore plus phénoménal.