On pourrait croire qu'il ne se passe rien dans le vide de la galaxie. Détrompez-vous. Le néant est traversé par des fluctuations et peut voir proliférer des particules dites virtuelles. Dans certaines conditions extrêmes, plusieurs phénomènes spatiaux pourraient même modifier le comportement de la lumière. C'est ce que laisse penser la récente observation d'un magnétar. Les résultats viennent d'être publiés dans la revue scientifique Nature et ont été relayés par The Debrief.

Les magnétars sont des étoiles à neutrons dotées d'un champ magnétique si puissant qu'il pourrait influencer le vide qui les entoure. Ces astres naissent de l'effondrement d'étoiles massives ayant explosé en supernova. Lorsqu'une supernova donne naissance à un astre magnétique, son champ magnétique peut atteindre une puissance jusqu'à des billions de fois supérieure à celle de la Terre.

Une équipe internationale d'astronomes a étudié un magnétar spécifique, baptisé 1E 1547-5408. Celui-ci est atypique car il émet à la fois des rayons X intenses et des ondes radio brillantes. Les scientifiques ont voulu déterminer comment son champ magnétique exceptionnellement puissant pouvait influencer son environnement. En 2025, l'étoile a ainsi été observée pendant près de 140 heures à l'aide de plusieurs télescopes et instruments de mesure de la polarisation des rayons X.

Les chercheurs ont ensuite analysé la polarisation de la lumière émise par cette étoile morte. La polarisation indique l'orientation des oscillations de la lumière. Elle permet donc d'obtenir des informations sur l'environnement qui entoure l'astre. Or, les observations ont révélé une polarisation des rayons X trois fois plus forte que celle prévue par les modèles décrivant la surface de l'étoile et la géométrie de son champ magnétique.

Une théorie confirmée par les observations

Cette particularité pourrait s'expliquer par un phénomène théorisé il y a des décennies: la biréfringence du vide. Selon cette théorie, un champ magnétique suffisamment intense pourrait modifier la façon dont la lumière se propage dans le vide. Dans des conditions extrêmes, le vide quantique se comporterait comme un filtre optique, modifiant subtilement la lumière qui le traverse et augmentant sa polarisation.

Les simulations informatiques réalisées par l'équipe d'astronomes et de physiciens semblent reproduire les caractéristiques observées autour du magnétar. Pour Hoa Dinh Thi, chercheuse en astronomie à l'université de Rice, aux États-Unis, et coauteure de l'étude, ces conclusions «suggèrent que, pour reproduire les signatures de polarisation des rayons X observées tout en respectant les contraintes imposées par les observations radio, il faut que l'environnement de l'étoile à neutrons présente une biréfringence du vide».

Les chercheurs appellent toutefois à la prudence. De nouvelles études seront nécessaires pour confirmer cette interprétation. Les résultats actuels ajoutent toutefois une preuve solide à l'une des prédictions les plus anciennes de la physique quantique.