Un étrange anneau de poussières autour d’un magnétar

Observé par hasard en infrarouge et enregistré dans les archives de Spitzer, un étrange anneau de poussières entoure le magnétar SGR 1900+14. Etudié de plus près, le phénomène semble unique en son genre et il fait l’objet d’une publication dans Nature.

SGR 1900+14 est un magnétar, c’est-à-dire une étoile à neutrons dont le champ magnétique est incroyablement intense. En comparaison des 0,5 gauss de celui de la Terre et des quelque 1.000 gauss des taches solaires, il est même titanesque. Il n’est pas rare, en effet, que le champ de ce type d’étoile compacte atteigne ou dépasse les dix milliards de gauss et les records du genre s'établissent vers un million de milliards de gauss.

Avec de telles valeurs, des contraintes colossales s'exercent probablement sur la croûte ferreuse qui doit de temps à autre se fracturer. Les atomes eux-mêmes doivent changer de forme et, de sphériques, devenir des cigares. Parfois, de gigantesques éruptions secouent l'astre, produisant une luminosité plusieurs milliers de fois supérieure à celle des étoiles de toute une galaxie. Le magnétar apparaît alors comme un sursaut gamma qualifié de mou.

Une découverte fortuite
Stefanie Wachter parcourait les archives de Spitzer lorsqu’en traitant les images elle a découvert la présence d’un mystérieux anneau émettant en infrarouge autour de SGR 1900+14. L’image obtenue montre une forme oblongue avec des dimensions caractéristiques de 3 et 7 années-lumière. Rayonnant en infrarouge (IR), cette structure est un anneau de poussières. Les astrophysiciens ont d’abord penser qu’il s’agissait d’un écho de lumière IR produit par une sorte d’onde choc lumineuse se propageant dans un nuage de poussière et l’illuminant au passage. Si cette hypothèse était la bonne, des observations espacées montreraient une progression du front d’onde et une augmentation de la taille de l’anneau. Mais ce n’est pas le cas.

Un scénario plausible
L’explication la plus probable est la suivante : SGR 1900+14 se trouve dans un amas galactique, c'est-à-dire un amas de très jeunes étoiles provenant de l’effondrement récent d’un nuage moléculaire froid d’une température de quelques dizaines de kelvins tout au plus. Le magnétar lui-même doit être le vestige d’une étoile très massive ayant explosé depuis peu à l’échelle astronomique. Il se trouve encore dans une région riche en poussières et le souffle de l’une de ses éruptions, celle de 1998 vraisemblablement, a creusé une cavité dans le nuage de poussières.
Aujourd’hui, c’est le rayonnement ultraviolet des jeunes étoiles proches et massives qui doit chauffer les poussières des bords de la cavité qui est même peut-être sphérique. Réémettant en IR et centré sur SGR 1900+14, la cavité donnerait aujourd’hui l’image stable observée par Spitzer.

Un laboratoire naturel
Si cette hypothèse est exacte, on doit pouvoir relier la masse initiale probable de la supernova à l'origine de ce magnétar à celle des jeunes étoiles massives de l’amas. On ne sait pas exactement ce qui détermine la formation d’un magnétar plutôt que d'une étoile à neutrons classique. Comme souvent en astrophysique et en théorie de l’évolution stellaire, c’est la masse de l’objet qui fixe son destin et ses propriétés physiques.
Une fois de plus, la nature nous offre un laboratoire avec des conditions variées pour tester l’influence de différents paramètres sur la structure et l’évolution des objets astrophysiques. SGR 1900+14 pourrait donc bien nous donner une clé fondamentale pour la théorie des magnétars.