IXPE de la NASA : première preuve directe de la biréfringence du vide

Le télescope IXPE (Imaging X-ray Polarimetry Explorer) de la NASA pourrait avoir capté la première preuve directe de la biréfringence du vide, une prédiction vieille de 90 ans de l'électrodynamique quantique, selon une étude publiée dans Nature le 5 août 2026.

La preuve provient de plus de 140 heures d'observations du magnétar 1E 1547.0-5408, une étoile à neutrons en rotation rapide dont les champs magnétiques sont plus d'un billion de fois plus intenses que ceux de la Terre, recueillies entre mars et avril 2025.

Des mesures coordonnées par le télescope NICER de la NASA et le radiotélescope Murriyang du CSIRO ont permis de réaliser la première étude simultanée de polarisation radio et rayons X d'un magnétar.

Les données ont révélé une polarisation des rayons X près de trois fois supérieure à celle prédite par les modèles standards d'émission de surface. La géométrie magnétique du magnétar devrait normalement supprimer la polarisation à près de zéro à certaines phases de rotation, ce qui rend cette polarisation élevée et variant de manière régulière une anomalie frappante.

Les chercheurs attribuent ce signal à la biréfringence du vide, théorisée pour la première fois en 1936. Ce concept stipule que des champs magnétiques extrêmes modifient le vide, le transformant en un prisme qui filtre la lumière selon sa direction et amplifie la polarisation.

Des simulations co-dirigées par Hoa Dinh Thi, chercheur postdoctoral à l'université Rice, montrent que pour reproduire la polarisation des rayons X observée tout en respectant les contraintes radio, il faut faire intervenir la biréfringence du vide dans l'environnement de l'étoile à neutrons.

« Ce résultat met vraiment en évidence la puissance interdisciplinaire de l'astrophysique », a déclaré Rachael Stewart, doctorante à l'université George Washington et auteure principale de l'étude. « Les informations provenant de ce noyau d'étoile lointain nous donnent des indices sur la nature de la trame de la réalité. »

D'autres observations d'IXPE de ce magnétar et d'autres sont prévues pour confirmer ce signal et potentiellement découvrir d'autres effets exotiques de l'électrodynamique quantique.

IXPE est une mission conjointe de la NASA et de l'Agence spatiale italienne, dirigée par le Marshall Space Flight Center de la NASA.