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En vidéo : les flashes X du magnétar SGR J1550-5418

ActualitéClassé sous :Astronomie , SGR J1550-5418 , Etoile à Neutrons

Saisie par les instruments du satellite Swift, une spectaculaire série d'images montre une succession d'éruptions du magnétar SGR J1550-5418, dans le domaine des rayons X, illuminant les nuages de gaz et de poussières qui l'entourent.

Cette suite d'images prises par Swift sur une période de quelques jours montre la progression de flashes de rayons X provoquant l'illumination de nuages de gaz et de poussières entourant le magnétar SGR J1550-5418. Crédit : Nasa/Swift/Jules Halpern

Pour percer les secrets de astres, il faut les observer à toutes les longueurs d'ondes possibles. Parmi les branches les plus récentes de l'astronomie, on trouve celles qui consistent à observer le cosmos dans les domaines des rayons X et plus récemment gamma. On peut alors explorer les événements et les objets astrophysiques les plus violents et les plus énergétiques de l'Univers, ceux concernant les trous noir, les sursauts gamma et les étoiles à neutrons.

Parmi ces dernières, qui ont été détectées dans le domaine des ondes radios en 1967 par Jocelyn Bell, on trouve les pulsars. Il s'agit simplement d'étoiles à neutrons en rotation rapide émettant un flux d'ondes radio collimatées à la manière d'un phare et qui intercepte la Terre. On observe donc bien une série de pulses dont la période est directement liée à celle de la rotation de cette astre.

Selon les calculs des astrophysiciens, il devrait exister un nombre assez important d'étoiles à neutrons dans la Voie lactée mais nous ne les détectons pas toutes simplement parce que le faisceau d'ondes radio qu'elles émettent ne croise pas le système solaire. En revanche, certaines d'entre elles doivent émettre dans le domaine des rayons X et des rayons gamma. Des satellites comme Fermi et Swift, spécifiquement conçus pour l'astronomie gamma, doivent donc pouvoir repérer de tels objets, qui restent invisibles en radio et très peu brillants dans le domaine visible, si l'on excepte les étoiles à neutrons jeunes, associées à des restes de supernovae et détectables dans le visible, comme c'est le cas pour la nébuleuse du Crabe par exemple.

De fait, Fermi n'a pas tardé à découvrir un pulsar gamma. Lorsqu'ils émettent à ces longueurs d'onde, l'énergie libérée en peu de temps dépasse très largement la puissance du Soleil dans le visible.

Une image d'artiste des lignes de champ magnétique des pôles d'un magnétar avec un début de rupture de sa croûte, juste avant la libération d'un flash X et gamma. Une simulation vidéo est donnée dans le texte. Crédit : Nasa/Goddard Space Flight Center Conceptual Image Lab

Les magnétars, des astres hors normes

Une classe particulière d'étoiles à neutrons, cependant, atteint des records de luminosité en gamma lors d'éruptions. Il s'agit des magnétars. Dotés d'un champ magnétique mille fois plus intense qu'un pulsar, l'énergie magnétique formidable qu'elles stockent serait libérée à l’occasion de véritables séismes dans les couches supérieures rigides de ces astres. La densité y atteindrait une tonne par cm3 en surface et dépasserait le milliard de tonnes vers le centre de l'étoile. Le champ magnétique d'un magnétar dépasse 1011 teslas, un chiffre à comparer avec celui de la Terre qui n'est que de 10-5 teslas !

Depuis le mois d'octobre 2008, la source X connue depuis longtemps dans le catalogue des pulsars sous le nom de SGR J1550-5418 est le lieu d'éruptions d'abord modestes, si l'on peut s'exprimer ainsi pour ce genre d'objet, puis très violentes depuis le 22 janvier 2009 après une phase d'accalmie.


La progression des flashes X autour du magnétar illumine sur son passage des nuages de gaz et poussières. Crédit : Nasa-Swift-Jules Halpern

Situé à 30.000 années-lumière dans la constellation de la Règle, dans le ciel de l'hémisphère Sud, cette étoile à neutrons, qui tourne sur elle-même en 2,07 secondes, doit être un magnétar pour libérer autant d'énergie en une seule éruption, dans le domaine des rayons X et gamma, que le Soleil en 20 ans à toutes les longueurs d'onde. Si l'on en croit les instruments de Swift, ce magnétar est même entré en éruption une centaine de fois en moins de 10 minutes !

Une équipe menée par Andrea Tiengo a ainsi pu observer avec Swift une succession rapide d'échos de lumière produits par la progression des flashes de rayons X dans les nuages de gaz et de poussières entourant le magnétar. On voit ainsi très clairement une série d'anneaux concentriques s'illuminer à des distances de plus en plus grandes de l'astre.

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