Étoiles à neutrons sont des objets étranges et énigmatiques dans la galaxie. Ils ont été étudiés pendant des décennies car les astronomes obtiennent de meilleurs instruments capables de les observer. Imaginez une boule solide et tremblante de neutrons serrés les uns contre les autres dans un espace de la taille d'une ville.
Une classe d'étoiles à neutrons en particulier est très intrigante; ils sont appelés "magnétars". Le nom vient de ce qu'ils sont: des objets aux champs magnétiques extrêmement puissants. Alors que les étoiles à neutrons normales elles-mêmes ont des champs magnétiques incroyablement puissants (de l'ordre de 1012 Gauss, pour ceux d'entre vous qui aiment garder une trace de ces choses), les magnétars sont beaucoup plus puissants. Les plus puissants peuvent être supérieurs à un TRILLION de Gauss! Par comparaison, l'intensité du champ magnétique du Soleil est d'environ 1 Gauss; l'intensité de champ moyenne sur Terre est d'un demi-Gauss. (Un Gauss est l'unité de mesure utilisée par les scientifiques pour décrire la force d'un champ magnétique.)
Création de Magnetars
Alors, comment se forment les magnétars? Cela commence par une étoile à neutrons. Ceux-ci sont créés lorsqu'une étoile massive manque de carburant hydrogène pour brûler dans son cœur. Finalement, l'étoile perd son enveloppe extérieure et s'effondre. Le résultat est une énorme explosion appelée supernova.
Pendant la supernova, le noyau d'une étoile supermassive est entassé dans une balle à seulement environ 40 kilomètres (environ 25 miles) de diamètre. Lors de l'explosion catastrophique finale, le noyau s'effondre encore plus, créant une boule incroyablement dense d'environ 20 km ou 12 miles de diamètre.
Cette pression incroyable fait que les noyaux d'hydrogène absorbent les électrons et libèrent les neutrinos. Ce qui reste après l'effondrement du noyau est une masse de neutrons (qui sont des composants d'un noyau atomique) avec une gravité incroyablement élevée et un champ magnétique très puissant.
Pour obtenir un magnétar, vous avez besoin de conditions légèrement différentes lors de l'effondrement du noyau stellaire, ce qui crée le noyau final qui tourne très lentement, mais qui a également un champ magnétique beaucoup plus fort.
Où trouvons-nous des magnétars?
Une douzaine de magnétars connus ont été observés, et d'autres possibles sont encore à l'étude. Parmi les plus proches se trouve celui découvert dans un amas d'étoiles à environ 16 000 années-lumière de nous. L'amas est appelé Westerlund 1, et il contient certaines des étoiles de séquence principale les plus massives de l'univers. Certains de ces géants sont si grands que leur atmosphère atteindrait l'orbite de Saturne, et beaucoup sont aussi lumineux qu'un million de soleils.
Les étoiles de cet amas sont assez extraordinaires. Avec tous 30 à 40 fois la masse du Soleil, cela rend également l'amas assez jeune. (Les étoiles plus massives vieillissent plus rapidement.) Mais cela implique également que les étoiles qui ont déjà quitté le séquence principale contenait au moins 35 masses solaires. Ce n'est pas en soi une découverte surprenante, cependant la détection qui a suivi d'un magnétar au milieu de Westerlund 1 a envoyé des tremblements à travers le monde de l'astronomie.
Classiquement, les étoiles à neutrons (et donc les magnétars) se forment lorsqu'une étoile de 10 à 25 masses solaires quitte la séquence principale et meurt dans une supernova massive. Cependant, toutes les étoiles de Westerlund 1 s'étant formées à peu près en même temps (et considérant la masse est le facteur clé dans le taux de vieillissement) l'étoile d'origine doit avoir été supérieure à 40 solaire masses.
On ne sait pas pourquoi cette étoile ne s'est pas effondrée dans un trou noir. Une possibilité est que les magnétars se forment peut-être d'une manière complètement différente des étoiles à neutrons normales. Peut-être qu'il y avait une étoile compagnon interagissant avec l'étoile en évolution, ce qui lui a fait dépenser une grande partie de son énergie prématurément. Une grande partie de la masse de l'objet aurait pu s'échapper, laissant trop peu de place pour évoluer complètement vers un trou noir. Cependant, aucun compagnon n'a été détecté. Bien sûr, l'étoile compagnon aurait pu être détruite lors des interactions énergétiques avec l'ancêtre du magnétar. Il est clair que les astronomes doivent étudier ces objets pour en savoir plus sur eux et comment ils se forment.
Intensité du champ magnétique
Quelle que soit la naissance d'un magnétar, son champ magnétique incroyablement puissant est sa caractéristique la plus déterminante. Même à des distances de 600 miles d'un magnétar, l'intensité du champ serait si grande qu'elle déchirerait littéralement les tissus humains. Si le magnétar flottait à mi-chemin entre la Terre et la Lune, son champ magnétique serait suffisamment fort pour se soulever des objets métalliques tels que des stylos ou des trombones dans vos poches et démagnétisez complètement toutes les cartes de crédit Terre. Ce n'est pas tout. L'environnement de rayonnement autour d'eux serait incroyablement dangereux. Ces champs magnétiques sont si puissants que l'accélération des particules produit facilement émissions de rayons X et rayon gamma photons, la lumière à énergie la plus élevée du univers.
Édité et mis à jour par Carolyn Collins Petersen.