Les astronomes ont tendance à avoir une perception du temps légèrement différente de celle du reste d'entre nous. Ils étudient régulièrement des événements qui se sont produits il y a des millions ou des milliards d'années, et des objets qui existent depuis aussi longtemps. C'est en partie pourquoi l'étoile à neutrons récemment découverte connue sous le nom de Swift J1818.0-1607 est remarquable :une nouvelle étude dans la revue Lettres de revues astrophysiques estime qu'il n'a que 240 ans environ, un véritable nouveau-né selon les normes cosmiques.

L'observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA a repéré le jeune objet le 12 mars quand il a libéré une rafale massive de rayons X. Suivi des études par l'observatoire XMM-Newton de l'Agence spatiale européenne et le télescope NuSTAR de la NASA, qui est dirigé par Caltech et géré par le Jet Propulsion Laboratory de l'agence, a révélé davantage de caractéristiques physiques de l'étoile à neutrons, y compris celles utilisées pour estimer son âge.

Une étoile à neutrons est une pépite incroyablement dense de matière stellaire laissée après qu'une étoile massive devienne une supernova et explose. En réalité, ce sont certains des objets les plus denses de l'univers (derrière les trous noirs) :une cuillère à café de matière d'étoile à neutrons pèserait 4 milliards de tonnes sur Terre. Les atomes à l'intérieur d'une étoile à neutrons sont si serrés les uns contre les autres, ils se comportent d'une manière qu'on ne trouve nulle part ailleurs. Swift J1818.0-1607 emballe deux fois la masse de notre Soleil dans un volume plus d'un billion de fois plus petit.

Avec un champ magnétique jusqu'à 1, 000 fois plus puissant qu'une étoile à neutrons typique—et environ 100 millions de fois plus puissant que les aimants les plus puissants fabriqués par l'homme—Swift J1818.0-1607 appartient à une classe spéciale d'objets appelés magnétars, qui sont les objets les plus magnétiques de l'univers. Et il semble que ce soit le plus jeune magnétar jamais découvert. Si son âge est confirmé, cela signifie que la lumière de l'explosion stellaire qui l'a formée aurait atteint la Terre à l'époque où George Washington est devenu le premier président des États-Unis.

"Cet objet nous montre une période plus tôt dans la vie d'un magnétar que nous n'avons jamais vu auparavant, très peu de temps après sa formation, " dit Nanda Rea, chercheur à l'Institut des sciences spatiales de Barcelone et chercheur principal sur les campagnes d'observation de XMM Newton et NuSTAR (abréviation de Nuclear Spectroscopic Telescope Array).

Alors qu'il y en a plus de 3, 000 étoiles à neutrons connues, les scientifiques n'ont identifié que 31 magnétars confirmés, y compris cette nouvelle entrée. Parce que leurs propriétés physiques ne peuvent pas être recréées sur Terre, les étoiles à neutrons (y compris les magnétars) sont des laboratoires naturels pour tester notre compréhension du monde physique.

"Peut-être que si nous comprenons l'histoire de la formation de ces objets, nous comprendrons pourquoi il y a une si grande différence entre le nombre de magnétars que nous avons trouvés et le nombre total d'étoiles à neutrons connues, " dit Réa.

Swift J1818.0-1607 est situé dans la constellation du Sagittaire et est relativement proche de la Terre - seulement environ 16, à 000 années-lumière. (Parce que la lumière prend du temps pour parcourir ces distances cosmiques, nous voyons la lumière que l'étoile à neutrons a émise environ 16, il y a 000 ans, quand il avait environ 240 ans.) De nombreux modèles scientifiques suggèrent que les propriétés physiques et les comportements des magnétars changent avec l'âge et que les magnétars peuvent être plus actifs lorsqu'ils sont plus jeunes. Donc, trouver un échantillon plus jeune à proximité comme celui-ci aidera à affiner ces modèles.

Aller aux extrêmes

Bien que les étoiles à neutrons ne fassent qu'environ 10 à 20 miles (15 à 30 kilomètres) de large, ils peuvent émettre d'énormes éclats de lumière comparables à ceux d'objets beaucoup plus gros. Les magnétars en particulier ont été liés à de puissantes éruptions suffisamment brillantes pour être vues clairement à travers l'univers. Compte tenu des caractéristiques physiques extrêmes des magnétars, les scientifiques pensent qu'il existe de multiples façons de générer d'énormes quantités d'énergie.

La mission Swift a repéré Swift J1818.0-1607 lorsqu'elle a commencé à éclater. Dans cette phase, son émission de rayons X est devenue au moins 10 fois plus lumineuse que la normale. Les événements éclatants varient dans leurs spécificités, mais ils commencent généralement par une augmentation soudaine de la luminosité au cours des jours ou des semaines, suivie d'un déclin progressif sur des mois ou des années à mesure que le magnétar revient à sa luminosité normale.

C'est pourquoi les astronomes doivent agir vite s'ils veulent observer la période de pic d'activité d'un de ces événements. La mission Swift a alerté la communauté mondiale de l'astronomie de l'événement, et XMM-Newton (qui a la participation de la NASA) et NuSTAR ont effectué des études de suivi rapides.

En plus des rayons X, les magnétars sont connus pour libérer de grandes rafales de rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique de l'univers. Ils peuvent également émettre des faisceaux constants d'ondes radio, la forme de lumière la plus énergétique de l'univers. (Les étoiles à neutrons qui émettent des faisceaux radio à longue durée de vie sont appelées pulsars radio; Swift J1818.0-1607 est l'un des cinq magnétars connus qui sont également des pulsars radio.)

« Ce qui est incroyable avec [les magnétars], c'est qu'ils sont assez diversifiés en tant que population, " a déclaré Victoria Kaspi, directeur du McGill Space Institute de l'Université McGill à Montréal et ancien membre de l'équipe NuSTAR, qui n'a pas participé à l'étude. "Chaque fois que vous en trouvez un, cela vous raconte une histoire différente. Ils sont très étranges et très rares, et je ne pense pas que nous ayons vu toute la gamme des possibilités."

La nouvelle étude a été dirigée par Paolo Esposito avec l'École d'études avancées (IUSS) de Pavie, Italie.