Des astronomes utilisant l’Explorateur de polarimétrie en rayons X IXPE de la NASA pourraient avoir obtenu l’indice le plus net à ce jour qu’un champ magnétique intense modifie les propriétés optiques de l’espace vide. Le résultat évalué par les pairs, publié mercredi dans Nature, concerne le magnétar 1E 1547.0-5408 et un effet d’électrodynamique quantique appelé biréfringence du vide, prédit en 1936 mais jamais confirmé directement.
Les magnétars sont des vestiges d’étoiles à neutrons qui concentrent davantage de masse que le Soleil dans un objet ayant approximativement la taille d’une ville. Leurs champs magnétiques sont les plus puissants connus dans l’Univers. Selon la NASA, 1E 1547.0-5408 effectue une rotation environ toutes les deux secondes et émet constamment des ondes radio et des rayons X, ce qui en fait une cible particulièrement adaptée à une expérience coordonnée sur le comportement de la lumière dans un champ extrême.
Les scientifiques ont observé l’objet pendant plus de 140 heures entre mars et avril 2025 avec IXPE, parallèlement à l’instrument NICER de la NASA et au radiotélescope australien Murriyang, aussi appelé Parkes. Cette campagne a fourni la première mesure coordonnée de la polarisation radio et X d’un magnétar. La polarisation décrit l’orientation et l’alignement de la lumière reçue, et le niveau mesuré était presque trois fois supérieur à celui de sources comparables.
La polarisation des rayons X atteignait environ 40 % dans une région d’émission et 80 % dans une autre, tout en évoluant régulièrement au cours de la rotation de l’étoile. Les modèles classiques d’émission de surface et la géométrie du magnétar n’expliquaient pas un alignement aussi élevé. Les simulations de l’équipe ont conclu que la reproduction à la fois du signal X et des contraintes radio exigeait la biréfringence du vide, phénomène par lequel un champ magnétique suffisamment puissant transforme le vide en une sorte de prisme filtrant la lumière selon sa direction.
La NASA et les chercheurs présentent cette découverte comme un soutien majeur, et non comme une preuve définitive. D’autres observations par IXPE de ce magnétar et d’objets similaires devront vérifier qu’aucune explication concurrente ne reproduit le signal. Si le résultat est confirmé, il constituerait un test astronomique direct d’une prédiction fondamentale de l’électrodynamique quantique dans des conditions impossibles à créer sur Terre, tout en éclairant les surfaces, les champs magnétiques et la lumière autour des étoiles à neutrons.
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