La croûte d'un magnétar se fissure en quelques millisecondes. Un déplacement en profondeur engendre des ondes sismiques qui courent à la surface et secouent le champ magnétique. Ce séisme stellaire est comme un tremblement de terre, mais sur une étoile à neutrons dont le champ est un quadrillion de fois plus intense que celui de la Terre.

Jusqu'ici, les modèles de perturbations étaient grossiers : une rotation unique de la surface ou une impulsion idéalisée. Personne ne savait comment le spectre complexe des oscillations de la croûte transmettait l'énergie à la magnétosphère. Les auteurs de la nouvelle étude ont effectué un calcul en deux étapes. D'abord, ils ont résolu les équations magnétoélastiques pour une croûte de 860 mètres d'épaisseur et obtenu des oscillations d'environ 1 kHz. Ensuite, ces mouvements de surface ont servi de condition limite pour une simulation tridimensionnelle de la magnétosphère en électrodynamique sans force, où le plasma est sans masse et le champ domine.

Les ondes démarrent linéaires avec une amplitude d'environ 0,01 par rapport au champ de fond. Mais en se propageant vers l'extérieur dans un champ dipolaire décroissant, elles s'amplifient : les ondes d'Alfvén croissent comme (r/r∗)^(3/2), les ondes magnétosoniques rapides comme (r/r∗)^2. La non-linéarité apparaît à des rayons de 10 à 20 rayons stellaires. Les ondes d'Alfvén ouvrent les boucles magnétiques fermées, formant des éjections non linéaires et des couches de courant équatoriales où se produit la reconnexion. Les ondes magnétosoniques rapides créent des « chocs monstres », des structures avec des vitesses de dérive relativistes (γv/c jusqu'à 10). Le bilan énergétique surprend : seulement 7±2 % de l'énergie des ondes d'Alfvén s'échappe vers l'extérieur sous forme d'éjections non linéaires, 52±5 % reste piégée dans les boucles fermées, et les ondes rapides transportent jusqu'à 44±4 % de l'énergie totale des perturbations. Après t=100 r∗/c, la magnétosphère est fortement déformée et passe à une configuration de monopôle partiellement fendu.

Ce résultat change la donne. On pensait auparavant que les éjections d'Alfvén emportaient efficacement l'énergie et déclenchaient les sursauts radio rapides. On voit maintenant que leur contribution est d'un ordre de grandeur inférieur à ce que prédisaient les modèles à impulsion unique. La majeure partie de l'énergie est dépensée pour déformer le champ de fond. Les principaux vecteurs d'énergie sont les ondes magnétosoniques rapides et les chocs monstres. Cela impose des contraintes sévères sur les mécanismes de sursauts radio rapides basés sur les éjections d'Alfvén et déplace l'attention vers d'autres scénarios.

Un séisme stellaire sur un magnétar n'est pas qu'une simple secousse. C'est un chef d'orchestre qui fait vibrer toute la magnétosphère à la fréquence de la croûte. Et maintenant, nous entendons cette musique dans les oscillations quasi-périodiques des sursauts radio.