Le modèle du magnétar Par Vincent Fortin

Événement du 5 mars 1979 Plus intense vague de rayons gamma observée (100 fois plus) à atteindre notre système solaire. Saturation des détecteurs de 10 sondes spatiales et celui de l’Einstein Observatory Durée de 0,2 s Suivit d’une vague moins énergétique (rayons X) variant oscillant à une période de 8 s, diminuant en intensité.

Événement du 5 mars 1979 Nombre de photons détectés par Venera 12

Événement du 5 mars 1979 Simulation

De 1979 à 1985 16 autres rafales de rayons gamma détectées venant de la même direction que l’événement de 1979, moins intenses que la première fois. Nommé SGR pour soft gamma repeater. Localisée à l’intérieur des restes de la supernova SNR N49 En 1985, découverte de deux autres endroits semblant avoir le même comportement une étoile à neutrons ?

Propriétés du SGR de 1979 contre celles des pulsars Pulsars radio Champ magnétique : ?? Émission de rayons X et gamma Période de 8 secondes Agée d’environ 5000 ans Déplacée du centre, donc née avec une vitesse très élevée (~1000km/s) Probablement seule, pas dans un système binaire. Étoile à neutron magnétisée avec champ magnétique de 1012 à 1013 G Émission d’ondes radio et expulsion de particules chargées aux pôles magnétiques Période de rotation d’environ 30 ms

Origine du champ magnétique et effet dynamo 1) Par contraction de l’étoile d’origine jusqu’à l’étoile à neutrons, le champ magnétique augmente d’un facteur 1010. (Maxwell) 2) La convection intense de gaz ionisé réarrange les lignes de champ magnétique. Peut même amplifier le champ. L’effet dynamo

Origine du champ magnétique et effet dynamo Des simulations ont montré que l’effet dynamo est plus performant (à grande échelle) lorsque la rotation de l’étoile est semblable à celle de la convection interne (estimée à 10 ms). Il a aussi été montré que si l’effet dynamo était idéal, le champ pourrait atteindre des valeurs près de 1016 G. On nomma cet objet un magnétar, signifiant une étoile à neutrons ultra-magnétisée. Les pulsars seraient donc des étoiles à neutrons dont l’effet dynamo n’a pas été assez performant.

Freinage de la rotation D’autres simulations montrèrent que le freinage de la rotation d’une étoile était plus grand lorsque le champ magnétique était plus intense. Si l’objet de 1979 était bien un magnétar, cela expliquerait pourquoi sa période de rotation était de 8 secondes, bien plus grande que celle des pulsars radio.

Schéma de l’évolution après une supernova

Explication des SGR à partir du modèle du magnétar À cause de l’immense gravité, il est seulement possible de déformer la croûte par cisaillement Cela a pour effet de faire tourner des morceaux de la surface Les lignes de champ magnétique deviennent emmêlées Par la loi d’Ampère, on voit qu’un courant électrique peut alors former un arc à la surface de l’étoile

Explication des SGR à partir du modèle du magnétar Les électrons voyageant à l’extérieur du magnétar entrent souvent en collision avec des photons, produisant ainsi des photons à hautes énergies. Reconnection des lignes de champ magnétique pour minimaliser l’énergie. Émission d’énergie sous forme de rayons gamma.

Explication des SGR à partir du modèle du magnétar Dans certain cas (comme la géante explosion de 1979), il peut arriver que la croûte du magnétar s’affaiblisse sur une grande échelle. Dans ce cas, une certaine quantité de photons est retardée par le champ magnétique, par la réaction g→e- + e+.

Explication des SGR à partir du modèle du magnétar Simulation

Tableau des magnétars possibles

Résumé Les magnétars sont des étoiles à neutrons très magnétisées dont le champ magnétique est amplifié par leur vitesse de rotation élevée à la naissance Permettre d’expliquer les SGR Pourrait permettre l’explication d’autres phénomènes complexes tel que les AXP

Sources `Magnetars', Soft gamma repeaters & very strong magnetic fields, http://solomon.as.utexas.edu/~duncan/magnetar.html Magnetar,Chryssa Kouveliotou, Robert C. Duncan and Christopher Thompson, Scientific American, February 2003 Magnetar : The Birth and Development of a New Model, http://academic.evergreen.edu/curricular/physys/mag.htm Magnetar,http://www.spacetoday.org/DeepSpace/Stars/Magnetars/MagnetarSGR1806_20.html Strongest magnet in the cosmos, Physicsweb, http://physicsweb.org/articles/world/16/1/3 Magnetar images and drawings, http://science.msfc.nasa.gov/newhome/headlines/ast05mar99_1a.htm