Une loi valable pour les pulsars, les magnétars et les sursauts radio rapides

MADRID, le 24 novembre (EUROPA PRESS) –

Une équipe d’astronomes a étudié les magnétars pour découvrir une loi sous-jacente ce qui semble s’appliquer universellement aux étoiles à neutrons.

Cette loi donne un aperçu de la manière dont ces sources produisent des émissions radio et peut fournir un lien avec les mystérieux éclairs de lumière radio, sursauts radio rapides, qui proviennent du cosmos lointain. L’étude est publiée dans Nature Astronomy.

Les étoiles à neutrons sont des noyaux effondrés d’étoiles massives et concentrent jusqu’à deux fois la masse du Soleil dans une sphère de moins de 25 kilomètres de diamètre. En conséquence, la matière qui s’y trouve est la matière la plus dense de l’univers observable, comprimant les électrons et les protons en neutrons, d’où le nom. Plus de 3 000 étoiles à neutrons peuvent être observées sous forme de pulsars radio, lorsqu’elles émettent un faisceau radio visible sous la forme d’un signal pulsé depuis la Terre. lorsque le pulsar en rotation dirige sa lumière vers nos télescopes.

Le champ magnétique des pulsars est déjà un milliard de fois plus puissant que le champ magnétique terrestre, mais il existe un petit groupe d’étoiles à neutrons qui ont des champs magnétiques encore 1 000 fois plus puissants. Ce sont ce qu’on appelle les magnétars. Sur la trentaine de magnétars connus, six émettent des émissions radio, au moins occasionnellement. Il a été suggéré que les magnétars extragalactiques seraient à l’origine des sursauts radio rapides (FRB).

Pour étudier ce lien, des chercheurs de l’Institut Max Planck de radioastronomie (MPIfR), avec l’aide de collègues de l’Université de Manchester, ont inspecté en détail les impulsions individuelles des magnétars et détecté des sous-structures. Il s’avère qu’une structure d’impulsion similaire a également été observée dans les pulsars, les pulsars millisecondes à rotation rapide. et dans d’autres sources d’étoiles à neutrons connues sous le nom de transitoires radio rotatifs.

À leur grande surprise, les chercheurs ont découvert que les échelles de temps des magnétars et d’autres types d’étoiles à neutrons suivent la même relation universelle, s’échelonnant exactement avec la période de rotation. Le fait qu’une étoile à neutrons avec une période de rotation inférieure à quelques millisecondes et une autre avec une période de près de 100 secondes se comportent comme des magnétars suggère que l’origine intrinsèque de la structure des sous-impulsions doit être le même pour toutes les étoiles à neutrons radioélectriquement bruyantes.

Cela révèle des informations sur le processus plasma responsable de l’émission radio elle-même et offre la possibilité d’interpréter des structures similaires observées dans les FRB à la suite d’une période de rotation correspondante.

“Lorsque nous avons décidé de comparer l’émission du magnétar avec celle des FRB, nous nous attendions à des similitudes”, dit-il. c’est une déclaration Michael Kramer, premier auteur de l’article et directeur du MPIfR. “Ce à quoi nous ne nous attendions pas, c’est que toutes les étoiles à neutrons à haute intensité radio partagent cette échelle universelle.”

“Nous espérons que les magnétars fonctionneront grâce à l’énergie du champ magnétique, tandis que les autres travaillent avec leur énergie de rotation“, déclare le co-auteur Kuo Liu. “Certains sont très vieux, d’autres très jeunes, et pourtant ils semblent tous suivre cette loi.”

Gregory Desvignes déclare : “Nous avons observé les magnétars avec le radiotélescope de 100 mètres à Effelsberg et comparé nos résultats également avec des données d’archives, puisque les magnétars n’émettent pas d’émissions radio tout le temps.”

“Comme l’émission radio du magnétar n’est pas toujours présente, il faut être flexible et réagir rapidement, ce qui est possible avec des télescopes comme celui d’Effelsberg”, explique Ramesh Karuppusamy.

Pour Ben Stappers, co-auteur de l’étude, l’aspect le plus intéressant du résultat est le lien possible avec les FRB. “Si au moins certains FRB proviennent de magnétars, l’échelle de temps de la sous-structure dans l’explosion pourrait nous indiquer la période de rotation de la source magnétar sous-jacente. Si nous trouvons cette périodicité dans les données, “Ce serait une étape importante dans l’explication de ce type de FRB en tant que sources radio.”

“Avec ces informations, la recherche commence” dit Kramer.