Le frémissement stellaire des ondes chirales ✎ express

Une étoile à neutrons est l'ancien noyau d'une étoile massive, compressé jusqu'à la taille d'une ville. En son cœur, la matière est si dense que les atomes n'existent plus, et que protons et neutrons se dissolvent dans une mer de quarks. Si cette matière est parcourue par un champ magnétique et que ses particules possèdent la chiralité (c'est-à-dire qu'elles ne se superposent pas à leur image dans un miroir, comme la main gauche et la main droite), alors une onde d'un genre particulier peut s'y propager : l'onde magnétique chirale.

Cette onde fait trembler l'étoile, un peu comme un séisme fait vibrer une cloche. Mais au lieu de stations sismiques, ces oscillations sont captées via les ondes gravitationnelles — ces ondulations de l'espace-temps qui parviennent jusqu'à nos détecteurs. L'analyse de ce « frémissement stellaire » peut révéler ce qui se passe à l'intérieur d'une étoile à neutrons, là où aucun télescope ne peut voir.

De plus, les auteurs ont découvert que les champs électromagnétiques s'amortissent de manière inhabituelle dans un tel milieu. En général, les ondes dans un plasma s'éteignent par l'effet Landau : les particules leur soutirent de l'énergie, comme une foule qui absorbe le son. Ici, un « blindage dynamique » entre en jeu : le milieu se réorganise si rapidement que le champ n'a pas le temps de se propager. On peut comparer cela à un cri dans une pièce dont les murs se rapprochent et étouffent le son avant qu'il n'atteigne les oreilles.

Ce mécanisme est important pour comprendre comment se comportent les étoiles compactes lors de cataclysmes, par exemple lors de la fusion de deux étoiles à neutrons. Ces événements sont déjà détectés par les ondes gravitationnelles, et ces nouveaux calculs aideront à déchiffrer plus précisément les signaux venus des profondeurs du cosmos.