Destin Magnétique : Comment un loup

Jul 17, 2023

Par Association américaine pour l’avancement de la science (AAAS), 28 août 2023

Cette vue d'artiste montre HD 45166, une étoile massive récemment découverte comme possédant un puissant champ magnétique de 43 000 gauss, le champ magnétique le plus puissant jamais découvert dans une étoile massive. Les vents intenses de particules s'éloignant de l'étoile sont piégés par ce champ magnétique, enveloppant l'étoile dans une coque gazeuse, comme illustré ici. Crédit : ESO/L. Calçada

De nouvelles découvertes centrées sur les observations et les modèles d’évolution stellaire d’une étoile Wolf-Rayet chaude et riche en hélium suggèrent qu’elle est sur le point de produire un magnétar lorsqu’elle subit une explosion de supernova. Ces découvertes permettent de mieux comprendre le processus de formation des magnétars, considérés comme les entités les plus magnétiques de l’Univers.

Un magnétar est un type spécialisé d’étoile à neutrons caractérisé par un champ magnétique extrêmement puissant. En règle générale, les étoiles à neutrons proviennent d’événements de supernovae au cours desquels le noyau d’une étoile massive s’effondre. Cependant, les origines des magnétars restent floues.

Une théorie propose que lors d’une explosion de supernova, l’amplification d’un champ magnétique au sein du noyau massif de l’étoile progénitrice pourrait conduire à la formation d’un magnétar. Cependant, des champs magnétiques aussi puissants n’ont jamais été détectés dans des étoiles évoluées susceptibles de se transformer en étoiles à neutrons après une explosion.

Cette vue d'artiste illustre comment, dans quelques millions d'années, HD 45166 explosera sous la forme d'une supernova très brillante, mais pas particulièrement énergétique. Au cours de cette explosion, son noyau va se contracter, piégeant et concentrant les lignes de champ magnétique déjà redoutables de l'étoile. Crédit : NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani

Tomar Shenar et son équipe de recherche ont porté leur attention sur HD 45166, un système binaire composé d'une étoile de la séquence principale et d'une chaude compagne étoile Wolf-Rayet. Les étoiles Wolf-Rayet sont le noyau d'hélium exposé d'une étoile massive, ayant perdu ses couches externes d'hydrogène. Grâce à l'utilisation d'observations spectropolarimétriques du télescope Canada-France-Hawaï et de spectres d'archives de divers autres instruments, Shenar et ses collègues ont déterminé que la composante Wolf-Rayet de HD 45166 a une masse équivalente à 2 masses solaires et possède un champ magnétique important. de 43 kilogauss.

Cette vue d'artiste illustre le sort ultime du HD 45166 après l'effondrement de son noyau, donnant naissance à une étoile à neutrons dotée d'un champ magnétique d'environ 100 000 milliards de gauss, le type d'aimant le plus puissant de l'Univers. Crédit : NOIRLab/AURA/NSF/P. Marenfeld/M. Zamani

Relying on stellar evolution models and integrating the acquired data, the research team inferred that this Wolf-Rayet component is destined to collapse into a neutron starA neutron star is the collapsed core of a large (between 10 and 29 solar masses) star. Neutron stars are the smallest and densest stars known to exist. Though neutron stars typically have a radius on the order of just 10 - 20 kilometers (6 - 12 miles), they can have masses of about 1.3 - 2.5 that of the Sun." data-gt-translate-attributes="[{"attribute":"data-cmtooltip", "format":"html"}]"> étoile à neutrons. Leurs calculs suggèrent que la conservation du flux magnétique lors de cet effondrement du noyau amplifierait la force du champ magnétique, le plaçant dans la plage de ce qui est observé pour les magnétars.

Les auteurs concluent : « Nos observations et nos modèles d’évolution stellaire indiquent donc que le composant Wolf-Rayet pourrait être l’ancêtre immédiat d’un magnétar. »

Pour en savoir plus sur cette recherche :

Référence : « Une étoile massive d'hélium avec un champ magnétique suffisamment fort pour former un magnétar » par Tomer Shenar, Gregg A. Wade, Pablo Marchant, Stefano Bagnulo, Julia Bodensteiner, Dominic M. Bowman, Avishai Gilkis, Norbert Langer, André Nicolas- Chené, Lidia Oskinova, Timothy Van Reeth, Hugues Sana, Nicole St-Louis, Alexandre Soares de Oliveira, Helge Todt et Silvia Toonen, 17 août 2023, Science.DOI : 10.1126/science.ade3293