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— Jurik Peter / Shutterstock.com

Si les étoiles se résument à de grosses boules de plasma brûlantes, des astronomes viennent d’en repérer une pour le moins étrange : un magnétar possédant apparemment un champ magnétique suffisamment intense pour figer ses couches extérieures en une croûte solide et dépourvue d’atmosphère.

Croûte stellaire solide

Détaillée dans la revue Science, la découverte a été réalisée par des astronomes étudiant les données de l’Imaging X-ray Polarimetry Explorer (IXPE), un satellite mesurant la polarisation de la lumière des rayons X provenant de sources cosmiques. La polarisation est essentiellement la direction dans laquelle les ondes électromagnétiques « pointent », et leur analyse peut révéler beaucoup de choses sur un objet et l’environnement qui l’entoure.

Dans ce cas, l’équipe a examiné les données de l’IXPE concernant un magnétar connu sous le nom de 4U 0142+61, situé à environ 13 000 années-lumière de la Terre dans la constellation de Cassiopée. Les magnétars sont un type d’étoiles à neutrons dotées d’un champ magnétique extrêmement puissant. C’est la première fois qu’un tel objet est observé en lumière X polarisée.

Les données ont révélé quelques surprises concernant l’étoile morte. Alors que l’équipe s’attendait à ce qu’elle soit entourée d’une atmosphère, ce qui produirait un signal où la lumière serait polarisée dans une direction spécifique, ce n’était pas le cas.

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Vue d’artiste d’un magnétar — Jurik Peter / Shutterstock.com

Plus étrange encore, à des énergies plus élevées, l’angle de polarisation était inversé de 90 degrés exactement, par rapport à la lumière à des énergies plus faibles. Soit le signal auquel on pourrait s’attendre si le magnétar avait une surface solide. Maintenue en place par le puissant champ magnétique l’entourant, la croûte en question serait constituée d’un réseau d’ions.

Des observations inattendues

« C’était complètement inattendu », explique Silvia Zane, co-auteure de l’étude. « J’étais convaincue qu’il y aurait une atmosphère. Le gaz de l’étoile a atteint un point de basculement et il est devenu solide de la même manière que l’eau peut se transformer en glace. C’est le résultat du champ magnétique incroyablement puissant de l’étoile. Mais, comme pour l’eau, la température est également un facteur, un gaz plus chaud nécessitera un champ magnétique plus fort pour devenir solide. »

Si l’équipe reconnait qu’il pourrait potentiellement y avoir d’autres explications aux observations réalisées, c’est la première fois qu’une croûte stellaire externe constitue une hypothèse viable.

Ses membres prévoient d’examiner des magnétars encore plus chauds à l’avenir, afin de déterminer comment la température et l’intensité du champ magnétique peuvent interagir pour modifier la surface d’une étoile.

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