« Bébé cosmique » : l’étonnante étoile à neutrons serait bien un pulsar

Un véritable « bébé cosmique » a été découvert l’an dernier par des astronomes : une étoile à neutrons âgée d’à peine quelques centaines d’années. De nouvelles observations semblent confirmer que cet objet, décrit comme un magnétar, serait également un pulsar, c’est-à-dire qu’il émet régulièrement des impulsions lumineuses, a annoncé la Nasa le 8 janvier 2021.

Les nouvelles observations de cet astre, nommé Swift J1818.0–1607 (abrégé en J1818), ont été détaillées dans The Astrophysical Journal Letters en novembre dernier (une prépublication est accessible sur arXiv). Les auteurs décrivent J1818 comme « présentant des propriétés intermédiaires » entre les pulsars et les magnétars. À ce jour, la Nasa rappelle que les scientifiques ont identifié seulement 5 magnétars (dont celui-ci) qui semblent également se comporter comme des pulsars, ce qui représente moins de 0,2 % des étoiles à neutrons connues.

On parle de magnétar pour décrire les étoiles à neutrons dotées d’un champ magnétique très puissant, à l’origine d’émissions de rayons X et gamma. Les magnétars se forment à partir du noyau d’une étoile massive qui s’est effondrée. Les pulsars, eux, sont des sources de rayonnement électromagnétique et se distinguent par le fait que leurs émissions se produisent à intervalles très réguliers.

Un astre inédit pour plusieurs raisons

Swift J1818.0–1607, découvert le 12 mars 2020, s’est avéré assez inédit pour plusieurs raisons, que la Nasa détaille :

• C’est le 31e magnétar connu, sur les 3 000 étoiles à neutrons identifiées,
• Il s’agit probablement du plus jeune magnétar connu,
• Il tourne bien plus vite que les autres magnétars découverts, avec un tour effectué en 1,4 seconde.

Moins d’un mois après la découverte permise part le télescope spatial Swift, l’objet a pu être observé le 3 avril à l’aide de Chandra, un observatoire de rayons X. Grâce à ce télescope, les scientifiques ont pu obtenir une vue très détaillée de Swift J1818.0–1607. Une image a pu être créée en utilisant d’autres vues, obtenues par les télescopes spatiaux Spitzer et WISE (Wide-field Infrared Survey Explorer, soit « Explorateur à grand champ pour l’étude dans l’infrarouge »). Le magnétar, situé à 21 000 années-lumière de notre planète, est visible en violet.

Position du magnétar.

Source : X-ray: NASA/CXC/Univ. of West Virginia/H. Blumer; Infrared (Spitzer and Wise): NASA/JPL-CalTech/Spitzer (image recadrée)

Avec Chandra, les scientifiques ont pu observer comment Swift J1818.0–1607 convertissait l’énergie de sa rotation (de moins en moins rapide) sous la forme de rayons X. Les observations montrent que l’efficacité avec laquelle l’objet convertit cette énergie est légèrement inférieure à ce que l’on trouve habituellement chez les magnétars, et qu’elle serait plutôt comparable à celle d’autres pulsars.

Les propriétés surprenantes de Swift J1818.0–1607 doivent encore être explorées avec Chandra, afin de confirmer la nature de cet objet et de mieux cerner les effets de la perte progressive d’énergie dans la rotation du pulsar.