Le signal se répète toutes les 54 minutes et présente 3 états d’émission distincts qui montrent des variations marquées dans le temps : découvert par hasard par les scientifiques, il pourrait provenir de l’étoile à neutrons avec la rotation la plus lente jamais observée auparavant.
Illustration d’une étoile à neutronsk
Un signal radio inhabituel, provenant d’une source située à 16 années-lumière de la Terre, défie la compréhension actuelle de certains des objets stellaires les plus extrêmes que nous connaissons, les étoiles à neutrons, c’est-à-dire les restes ultra-denses d’une étoile morte qui, généralement, tournent à des vitesses extrêmement élevées, prenant seulement quelques secondes voire des fractions de seconde pour effectuer une rotation complète sur leur axe.
Le signal radio récemment détecté se répète toutes les 54 minutes et, fait encore plus étrange, présente trois états d’émission distincts qui montrent des variations marquées dans le temps : les deux premiers états évoluent progressivement sur une période de 8 mois, montrant un état quiescent (ou éteint, sans impulsions) entrecoupé l’un de l’autre; le troisième état, quant à lui, ne présente pas d’impulsions. Ces variations marquées dans le mode d’émission, expliquent les chercheurs dans un article récemment publié dans la revue Nature Astronomy, rappellent les étoiles à neutron mais les propriétés de ces variations mettent à l’épreuve la compréhension actuelle de l’évolution de ces objets stellaires.
Si l’origine de ce signal à période aussi longue est confirmée, il s’agirait de la première étoile à neutrons tournant si lentement, émettant encore des ondes radio.
Pour l’instant, la source du signal a été baptisée ASKAP J1935+2148, car elle a été détectée avec le télescope Australian Square Kilometer Array Pathfinder (ASKAP) en ascension droite (J2000) à 19 heures 35 minutes et en déclinaison (J2000) +21° 48′, c’est-à-dire les coordonnées astronomiques équatoriales définissant la position de l’objet dans le ciel.
“Par coïncidence – observent les auteurs de la publication – ASKAP J1935+2148 se trouve à 5.6′ de la magnétar SGR 1935+2154 (une étoile magnétique dans la constellation du Renard) et aux limites des restes de la supernova dans laquelle est centrée SGR 1935+2154 (un ancien reste stellaire, toujours de la constellation du Renard).
Qu’est-ce qu’une étoile à neutrons et pourquoi ASKAP J1935+2148 est-elle différente des autres
Une étoile à neutrons est ce qui reste d’une grande étoile morte, c’est-à-dire un résidu stellaire ultra-compact formant un objet de petite taille avec une densité extrêmement élevée et une masse généralement comprise entre 1,4 et 3 fois celle du Soleil (bien que l’étoile à neutrons la plus massive observée jusqu’à présent, appelée PSR J0348+0432, ait une masse équivalente à 2 fois celle du Soleil).
Les étoiles à neutrons peuvent être de différents types : les pulsars, qui émettent des impulsions de rayonnement détectables sur Terre, les éclateurs de rayons X, qui sont des étoiles à neutrons accompagnées d’une petite masse binaire, et les magnétars, des étoiles magnétiques très puissantes.
“À la fin de leur vie, les grandes étoiles consomment tout leur combustible et explosent dans une supernova spectaculaire” expliquent les astronomes. “Ce qui reste est un résidu stellaire appelé étoile à neutrons, composé de trillions de neutrons enfermés dans une boule si dense que sa masse équivaut à 1,4 fois celle du Soleil enfermée dans un rayon de seulement 10 km”.
À ce jour, plus de 3 000 étoiles à neutrons émettant des impulsions radio sont connues et toutes ces impulsions, en général, se répètent à des intervalles de temps très élevés, de quelques secondes à des fractions de seconde. Le signal radio du nouvel objet stellaire ASKAP J1935+2148 se répète en revanche beaucoup plus lentement, environ toutes les 54 minutes, et montre trois états d’émission, dont l’un est très lumineux avec des impulsions fortement polarisées linéairement, l’autre qui est environ 26 fois plus faible que le premier, tandis que le troisième est sans impulsion.
Fait encore plus étrange, les deux premiers états varient progressivement sur une période de 8 mois, avec un état sans impulsion entre eux, ce qui “semble suggérer des changements physiques dans la région produisant l’émission” disent les astronomes qui ont détecté le signal avec le télescope ASKAP, approfondissant ensuite l’observation avec le radiotélescope MeerKAT en Afrique du Sud, qui a permis de résoudre l’ensemble du schéma pulsatile.
“La chose intrigante est comment cet objet montre trois états d’émission distincts, chacun avec des propriétés complètement différentes des autres” a déclaré le Dr. Manisha Caleb de l’Institut d’astronomie de l’Université de Sydney et première auteure de l’étude. “Le radiotélescope MeerKAT a joué un rôle crucial dans la distinction entre ces états. Si nous n’avions pas observé qu’ils provenaient du même point dans le ciel, nous n’aurions jamais cru qu’un même objet pouvait produire des signaux aussi différents”.
La nature de l’objet stellaire n’est cependant pas encore confirmée et les chercheurs n’ont pas exclu la possibilité que le signal radio provienne d’une naine blanche isolée avec un champ magnétique extraordinairement fort. Cependant, l’absence d’autres naines blanches isolées fortement magnétiques à proximité rend l’explication de l’étoile à neutrons plus plausible. Si confirmée, il s’agirait de l’étoile à neutrons avec l’émission radio à la rotation la plus lente jamais enregistrée, une découverte qui pourrait changer notre compréhension de l’évolution de certains des objets les plus extrêmes et énigmatiques de l’univers.