Mystère résolu au cœur de Cassiopée A

Une équipe anglo-canadienne vient de découvrir l’origine du comportement étrange de l’étoile à neutrons issue de la supernova Cassiopée A.
“L’étoile compacte au cœur de ce célèbre résidu de supernova est restée une énigme depuis sa découverte”, explique Wynn Ho, de l’université de Southampton.

Observée pour la première fois par le satellite Chandra en 1999, elle ne montre aucun signe de pulsation radio. Une anomalie, car les étoiles à neutrons se caractérisent habituellement par des pulsations radio rapides, liées à leur rotation (d’où leur nom de pulsar).
“Nous avons fini par comprendre que cet astre était enveloppé d’une fine atmosphère de carbone”, ajoute Wynn Ho.

Ce résultat est issu de l’observation du spectre de l’étoile avec le satellite Chandra, interprété avec des modèles théoriques. Par la même, les chercheurs confirment pour la toute première fois la composition de l’atmosphère d’une telle étoile.
Et ils en dressent un portrait des plus exotiques. L’étoile effondrée mesure seulement 20 km de diamètre. La gravité à sa surface est 100 milliards de fois plus intense que sur Terre. Si bien que l’atmosphère, écrasée au sol, ne fait que 10 cm d’épaisseur !

Les modèles montrent qu’avec une telle enveloppe de carbone, le champ magnétique est faible, et l’émission de rayons X à la surface de l’astre se répartit uniformément. C’est la raison pour laquelle aucune pulsation n’est observée.
Cette particularité s’expliquerait par la grande jeunesse de cette étoile à neutrons, issue de l’explosion d’une étoile observée dans la seconde moitié du XVIe siècle.

Les autres étoiles à neutrons, dont l’émission thermique de surface a pu être mesurée, sont au moins 10 fois plus anciennes.
Cassiopée A est donc un cas d’école. Plus tard, dans leur vie, l’atmosphère de ces étoiles se charge en hélium et en hydrogène. C’est alors qu’elles commenceraient à avoir un champ magnétique plus complexe, caractéristique des pulsars.

JL Dauvergne, le 5 novembre 2009