L’observation d’un objet stellaire émettant un signal radio toutes les 22 minutes a récemment conduit à la proposition d’un nouveau type de magnétar : à ultra-longue période. Cette découverte, réalisée par une équipe internationale d’astronomes, améliorera sans doute nos connaissances actuelles sur les étoiles à neutrons et des magnétars. Elle pourrait également éclairer certains phénomènes cosmiques encore mal compris.
Les étoiles à neutrons et les magnétars, des objets cosmiques aux propriétés extrêmes, sont au cœur de nombreuses recherches. L’un de ces objets, nommé GPM J1839−10, a récemment attiré l’attention des astronomes pour son comportement inhabituel.
Cette découverte, réalisée par une équipe internationale d’astronomes utilisant le télescope radio Murchison Widefield Array (MWA) en Australie occidentale, pourrait élargir notre compréhension des étoiles à neutrons et des magnétars et éclairer certains phénomènes cosmiques encore mal compris. L’étude est disponible dans la revue Nature.
Un objet stellaire qui défie les théories existantes
L’objet stellaire, baptisé GPM J1839−10, se trouve à environ 15 000 années-lumière de notre planète, dans la constellation du Scutum. Ce qui distingue cet objet des autres étoiles à neutrons et magnétars connus, c’est son comportement singulier : il émet des ondes radio à intervalles de 22 minutes. C’est une périodicité jamais observée auparavant, ce qui suggère qu’il s’agit d’un nouveau type de magnétar, un magnétar à ultra-longue période.
Comme mentionné précédemment, la découverte de GPM J1839−10 a été rendue possible par l’utilisation du Murchison Widefield Array (MWA), un télescope radio situé dans l’arrière-pays de l’Australie occidentale. Le MWA est particulièrement adapté à la détection de signaux radio faibles et distants, ce qui en fait un outil précieux pour l’étude d’objets célestes exotiques comme GPM J1839−10.
Cependant, la découverte de GPM J1839−10 n’a pas été le fruit du travail d’un seul instrument. Pour confirmer la découverte et obtenir une image plus complète des caractéristiques de l’objet, les chercheurs ont fait appel à d’autres télescopes situés à travers le monde. Ceux-ci comprenaient trois radiotélescopes : CSIRO en Australie, le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud et le télescope spatial XMM-Newton.
Un mystère qui persiste depuis des décennies
Il faut savoir que cet objet stellaire n’est que le deuxième du genre, détecté après la découverte du premier par Tyrone O’Doherty, étudiant-chercheur de premier cycle à l’Université Curtin, du Centre international de recherche en radioastronomie.
L’auteur principal de la nouvelle étude, le Dr Hurley-Walker, superviseur d’O’Doherty, déclare dans un communiqué : « Nous étions perplexes. 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 et a découvert GPM J1839−10. Enfin, le terme « redécouvert » serait plus exact.
En effet, armée des coordonnées et des caractéristiques du magnétar, l’équipe a commencé à rechercher ses traces dans les archives d’observation des premiers radiotélescopes du monde. Le Dr Hurley-Walker souligne : « Il est apparu dans les observations du radiotélescope géant Metrewave (GMRT) en Inde et du Very Large Array (VLA) aux États-Unis, avec des détections remontant à 1988 ».
L’objet émet une impulsion d’énergie radio de cinq minutes toutes les 22 minutes, et ce, depuis au moins 33 ans. Cela défie notre compréhension actuelle des magnétars, car selon les théories existantes, un magnétar devrait ralentir et finalement cesser de produire des ondes radio.
Concrètement, 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. Le Hurley-Walker explique : « L’objet que nous avons découvert tourne beaucoup trop lentement pour produire des ondes radio — il est en dessous de la ligne de mort ». Cependant, il continue d’émettre des ondes radio.
Des implications importantes pour notre compréhension de l’Univers
La découverte du magnétar à ultra-longue période GPM J1839−10 a un impact significatif sur notre compréhension des étoiles à neutrons. Connues pour leurs champs magnétiques extrêmement puissants, ces dernières sont généralement étudiées pour comprendre comment les champs magnétiques se comportent dans des conditions extrêmes. L’observation d’un magnétar émettant des ondes radio à un intervalle aussi long remet en question les hypothèses sur le comportement des champs magnétiques dans ces environnements.
De plus, selon les auteurs, cette étude soulève de nouvelles questions sur la formation et l’évolution des magnétars. Comment un magnétar peut-il développer une période aussi longue ? Quels facteurs pourraient influencer cette évolution ? Ces questions ouvrent de nouvelles voies de recherche pour les astronomes et les astrophysiciens.
En outre, l’étude de GPM J1839−10 pourrait également aider à mieux comprendre l’origine de phénomènes tels que les sursauts radio rapides. Ces signaux radio de très courte durée ont été détectés pour la première fois en 2007, et leur origine reste un mystère. C’est pourquoi l’équipe de recherche prévoit de poursuivre l’observation de GPM J1839−10 pour en apprendre davantage sur ses propriétés et son comportement.
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