Une équipe conjointe de l’Observatoire astronomique national de l’Académie des sciences de Chine et de l’Université Tsinghua a détecté des impulsions radio provenant d’une jeune étoile à neutrons longtemps considérée comme « radio-silencieuse » — un objet compact central. Les résultats ont été publiés en ligne dans la revue académique internationale Nature Astronomy. L’article, intitulé « Pulsed radio emission from a central compact object », porte sur l’objet compact central typique et jeune 1E 1207.4–5209. Situé au centre d’un rémanent de supernova, cet objet est resté longtemps brillant dans le domaine des rayons X, mais aucun signal d’impulsion radio n’avait été détecté de manière continue. Cette découverte brise l’état d’observation de « silence radio » de longue date des objets compacts centraux et fournit de nouvelles preuves observationnelles pour l’étude des champs magnétiques, des mécanismes de rayonnement et des voies d’évolution des jeunes étoiles à neutrons.

Les objets compacts centraux constituent un type particulier au sein de la famille des étoiles à neutrons. Ils apparaissent généralement au centre des rémanents de supernova, présentent les caractéristiques des jeunes étoiles à neutrons, mais manquent depuis longtemps de signaux d’impulsions radio confirmés, ce qui en fait des objets énigmatiques dans l’étude de l’évolution des étoiles à neutrons.

Les étoiles à neutrons se forment après l’effondrement gravitationnel et l’explosion en supernova d’étoiles massives en fin d’évolution. Elles ont une densité extrêmement élevée, une taille bien inférieure à celle des étoiles ordinaires, et leur état physique se situe entre celui des naines blanches et des trous noirs. Après la découverte des pulsars en 1967, la communauté scientifique a progressivement établi l’image de base selon laquelle les jeunes étoiles à neutrons peuvent produire des impulsions radio grâce à un champ magnétique puissant et une rotation rapide. Les objets compacts centraux, cependant, s’écartent depuis longtemps de cette image : ils sont clairement visibles en rayons X, leur position correspond au centre des rémanents de supernova, et ils possèdent les caractéristiques identitaires des jeunes étoiles à neutrons, mais les recherches menées avec des radiotélescopes pendant des décennies n’ont pas donné de signaux d’impulsions radio clairs. Cette contradiction a empêché les chercheurs de déterminer si les objets compacts centraux manquent réellement de capacité d’émission radio, ou si leurs signaux radio sont trop faibles pour être captés par les observations conventionnelles.

Cette détection confirme que 1E 1207.4–5209 est en réalité un pulsar radio faible, dont la période d’impulsion radio correspond à la période de 0,4 seconde en rayons X. L’article indique également que l’analyse de polarisation montre que le faisceau radio traverse la ligne de visée près de la direction du pôle magnétique, ce qui suggère que la faiblesse de son émission radio a une cause physique intrinsèque.

Ce résultat a une signification directe pour la compréhension de l’évolution des jeunes étoiles à neutrons. Auparavant, les objets compacts centraux étaient souvent considérés comme une classe de jeunes étoiles à neutrons radio-silencieuses et à champ magnétique faible, et leur relation avec les pulsars radio jeunes ordinaires n’était pas claire. Après la détection des impulsions radio, la frontière entre les objets compacts centraux et les pulsars a été rouverte : au moins certains objets compacts centraux possèdent la capacité d’émettre des impulsions radio, mais leurs signaux sont très faibles et nécessitent des observations à haute sensibilité et une analyse de données plus fine pour être identifiés. L’article suggère également qu’à mesure que les rémanents de supernova se dissipent, ces objets pourraient à l’avenir être confondus avec des pulsars ordinaires très âgés, ce qui affecterait le jugement des astronomes sur l’âge, l’intensité du champ magnétique et le stade évolutif des étoiles à neutrons.

La découverte des impulsions radio fournit également de nouveaux indices sur l’évolution du champ magnétique des étoiles à neutrons. On pense généralement que les jeunes étoiles à neutrons possèdent un champ magnétique puissant et une rotation rapide, et la caractéristique de champ magnétique faible des objets compacts centraux a longtemps remis en cause cette conception. Cette étude relie la période en rayons X, les impulsions radio et les informations de polarisation, permettant aux chercheurs de réévaluer la géométrie du champ magnétique, la région de rayonnement et le mode de libération d’énergie de ces objets. Pour la physique des pulsars, ce type de découverte aide à expliquer pourquoi certaines jeunes étoiles à neutrons émettent brillamment des impulsions radio, tandis que d’autres ne peuvent être identifiées qu’en rayons X, et contribue également à compléter le tableau de l’évolution précoce des objets compacts après une explosion de supernova.

Ce résultat montre également que les observations radio à haute sensibilité élargissent les frontières de la recherche sur les étoiles à neutrons. Le nombre d’objets compacts centraux est limité, et les sources candidates sont généralement faibles, ce qui rendait difficile, dans les conditions d’observation passées, d’abaisser continuellement le seuil de détection. Avec l’amélioration de la sensibilité des radiotélescopes, des capacités d’observation de la polarisation et des méthodes de traitement des données, davantage d’objets auparavant classés comme « radio-silencieux » pourront être réexaminés. Si des impulsions radio similaires sont découvertes à l’avenir dans davantage d’objets compacts centraux, la communauté scientifique pourra constituer un échantillon plus complet et déterminer si ces jeunes étoiles à neutrons émettent généralement faiblement, ou si seuls quelques individus possèdent les conditions nécessaires à l’émission radio.

Cette détection d’impulsions radio dans un objet compact central par l’équipe de recherche chinoise marque une avancée importante dans l’étude observationnelle des jeunes étoiles à neutrons. Elle fait passer un problème longtemps resté dans le domaine des spéculations théoriques et des résultats de non-détection à une nouvelle phase mesurable, comparable et traçable. Pour la recherche astronomique, il ne s’agit pas seulement d’une découverte de signaux radio, mais aussi de l’établissement de nouvelles connexions entre la formation des étoiles à neutrons, l’évolution du champ magnétique, les liens avec les rémanents de supernova et la classification des populations de pulsars. Les futures recherches radio approfondies autour d’un plus grand nombre d’objets compacts centraux détermineront si cette découverte peut réécrire la compréhension globale de l’évolution des jeunes étoiles à neutrons.