Un épais élastique en caoutchouc est tordu de plus en plus fort. À un moment donné, il n'y tient plus — il se rompt et fouette l'air, libérant l'énergie accumulée. C'est à peu près ce qui se passe avec les champs magnétiques à l'intérieur des étoiles à neutrons — ces résidus ultra-denses d'étoiles explosées. Lorsque les lignes de champ se brisent et se reconnectent instantanément (ce processus est appelé reconnexion magnétique), l'énergie jaillit vers l'extérieur. Mais pas seulement sous forme de chaleur ou de lumière.
Les auteurs de ces travaux ont montré que dans ces déchirures naissent des axions — des particules ultralégères qui pourraient constituer la masse cachée de l'Univers. On pensait généralement que les axions interagissaient très faiblement avec la matière ordinaire. Mais dans le plasma brûlant d'une étoile à neutrons, où le champ magnétique est des milliards de fois plus intense que celui de la Terre, cette interaction s'intensifie. Lorsque le câble magnétique se rompt, il ne se contente pas de fouetter — il « siffle » aussi, émettant des axions comme une antenne. Ce rayonnement emporte une partie de l'énergie du champ.
Le plus intéressant, c'est que les axions ne s'envolent pas simplement — ils peuvent se mélanger aux ondes magnétiques (les ondes d'Alfvén) qui imprègnent l'étoile. Il en résulte une onde hybride — à moitié magnétique, à moitié axionique. C'est comme si le son d'une corde de guitare se mettait soudainement à se transformer en lumière et vice-versa. Ce mélange permet à l'énergie de passer du champ magnétique aux axions de manière particulièrement efficace. Ainsi, les éruptions de magnétars (ces mystérieuses émissions d'énergie détectées par les télescopes) pourraient être non seulement magnétiques, mais aussi axioniques.
Cette découverte offre une nouvelle méthode pour chercher les axions. Au lieu de construire d'énormes aimants de laboratoire, on peut simplement observer les étoiles à neutrons. Si une éruption de magnétar s'accompagne d'un signal caractéristique en rayons X ou gamma (car les axions peuvent se transformer en photons dans un champ intense), nous pourrions « voir » ces particules fantômes. La sensibilité de cette méthode, selon les calculs des auteurs, est comparable à celle des expériences au sol, mais elle couvre une autre gamme de paramètres.
Le nom « axion » a été inventé par le prix Nobel Frank Wilczek, qui a vu une publicité pour la lessive Axion — la particule « nettoie » les équations.
Dans le roman « Un feu sur l'abîme » de Vernor Vinge, les champs magnétiques des étoiles à neutrons servent d'armes, mais personne ne soupçonnait qu'ils pourraient aussi créer de la matière noire.