Les astronomes ont, pour la première fois, observé directement la formation d’un magnétar – une étoile à neutrons dotée d’un champ magnétique extraordinairement puissant – lors d’une explosion de supernova superlumineuse. Cette observation fournit une preuve définitive reliant ces supernovas incroyablement brillantes et durables à la création des étoiles les plus magnétisées de l’univers.
Le mystère des supernovas superlumineuses
Pendant des décennies, les scientifiques ont émis l’hypothèse que les magnétars, objets dotés de champs magnétiques des centaines ou des milliers de fois plus puissants que les étoiles à neutrons classiques, étaient nés de supernovas superlumineuses. Ces supernovas peuvent être dix fois plus brillantes et durer beaucoup plus longtemps que les explosions stellaires standards. Cependant, les preuves concrètes sont restées insaisissables… jusqu’à présent.
“C’est la preuve définitive que des magnétars se forment lors de l’effondrement du noyau des supernovas superlumineuses”, a déclaré Alex Filippenko de l’UC Berkeley. Cette découverte confirme les théories de longue date sur la manière dont ces événements cosmiques extrêmes se déroulent.
Comment naissent les magnétars
La connexion entre les magnétars et les supernovas superlumineuses repose sur un processus spécifique. Lorsqu’une étoile d’une masse d’environ 25 fois celle de notre Soleil s’effondre, son champ magnétique déjà puissant devient intensément concentré. Cette compression crée un magnétar avec une intensité de champ magnétique au-delà de tout ce qui est connu dans l’univers.
À mesure que le noyau de l’étoile rétrécit jusqu’à un diamètre de seulement 20 kilomètres, sa rotation s’accélère considérablement, un peu comme un patineur sur glace qui rentre ses bras. Certaines étoiles à neutrons nouveau-nées tournent à une vitesse supérieure à 700 fois par seconde, émettant des faisceaux de rayonnement comme des phares cosmiques. C’est ce que nous appelons des pulsars.
Le pistolet fumant : SN 2024afav
Des chercheurs analysant les données de la supernova SN 2024afav, repérée en décembre 2024 et surveillée pendant 200 jours, ont découvert des « gazouillis » révélateurs dans sa courbe de lumière. Ces gazouillis, dont la fréquence augmente rapidement, sont une signature directe des effets relativistes généraux provoqués par un magnétar en rotation rapide.
L’équipe a suivi la supernova, située à environ un milliard d’années-lumière, et a observé qu’elle ne s’est pas évanouie comme prévu. Au lieu de cela, il affichait une luminosité oscillante avec quatre « bosses » distinctes, indiquant un magnétar attirant le matériau vers lui-même après l’explosion initiale.
Glissement de trame et relativité générale
L’oscillation d’un disque d’accrétion autour du magnétar, provoquée par la théorie de la relativité générale d’Einstein (frame-dragging), explique les gazouillis. Le magnétar en rotation entraîne l’espace-temps avec lui, provoquant l’oscillation du disque et bloquant ou réfléchissant périodiquement la lumière, créant l’effet stroboscopique observé.
“C’est la première fois que la relativité générale est nécessaire pour décrire la mécanique d’une supernova”, a déclaré Joseph Farah de l’Université de Berkeley, auteur principal de l’étude. Cette découverte démontre que la physique extrême en jeu lors de ces événements nécessite une compréhension complète des effets les plus complexes de la gravité.
Ce que cela signifie
L’observation de SN 2024afav confirme que les magnétars ne sont pas seulement des constructions théoriques, mais des objets réels nés de morts stellaires violentes. Cette avancée constitue un nouvel outil puissant pour étudier la physique extrême et tester les limites de notre compréhension de la gravité et du magnétisme dans l’univers.
