Les naines blanches deviennent magnétiques en vieillissant

Parfois, pour mieux comprendre un phénomène, il suffit d’élargir son spectre. C’est ce que des astronomes ont fait. Ils ont observé des naines blanches de tous les âges et de toutes les masses pour découvrir que ces étoiles en fin de vie acquièrent leur champ magnétique au cours de leur phase de refroidissement.

Dans notre Voie lactée, presque toutes les étoiles finiront leur vie en naine blanche. Des objets bien plus denses que les étoiles classiques. Les astronomes estiment même qu’une cuillère à café de naine blanche pourrait peser jusqu’à une tonne ! Et s’ils savent que ces objets possèdent un champ magnétique, ils ignorent encore à quel moment de leur évolution il paraît, comment il se modifie pendant la phase de refroidissement de la naine blanche ou même, quels sont les mécanismes qui en sont à l’origine.

Pour avancer dans notre compréhension de la physique des naines blanches, des astronomes de l’observatoire d’Armagh (Irlande du Nord) et de l’université de Western Ontario (Canada) ont décidé de chercher, dans le catalogue Gaïa, toutes les naines blanches situées dans un volume d’environ 65 années-lumière autour de notre Soleil. Toutes, y compris les moins lumineuses. Et donc aussi les plus anciennes.

Car il faut savoir que les naines blanches refroidissent au fil du temps. Elles deviennent de moins en moins lumineuses. Ainsi, en favorisant jusqu’à présent l’étude des naines blanches les plus lumineuses, les astronomes se sont aussi concentrés sur les plus jeunes d’entre elles. Et les moins massives. Mais, dans le catalogue Gaïa, les chercheurs ont observé une centaine de nouvelles naines blanches — soit les deux tiers de leur échantillon, tout de même. Des objets qu’ils ont étudiés à l’aide d’un spectropolarimètre — sachant que de simples techniques spectroscopiques ne seraient pas assez sensibles — afin d’en mesurer le champ magnétique.

Encore des réponses à trouver
Les astronomes notent que les champs magnétiques sont rares au début de la vie d’une naine blanche. Et qu’ils ne montrent aucun signe évident de décroissance. Des signes que les champs magnétiques ne sont pas des caractéristiques intrinsèques des naines blanches. Mais qu’ils sont soit générés, soit amenés vers la surface au cours de la phase de refroidissement de l’étoile mourante.

Les chercheurs montrent par ailleurs que la fréquence de présence d’un champ magnétique augmente avec la masse de l’étoile et que les champs apparaissent plus fréquemment après que le noyau carbone-oxygène a commencé à cristalliser. Les champs magnétiques les plus faibles observés sur des naines blanches peuvent être expliqués par un mécanisme dynamo. Le mécanisme pourrait aussi produire des champs plus forts que ne le pensaient les chercheurs.

Mais, problème : la rotation rapide que nécessite l’effet dynamo n’est généralement pas observée sur les naines blanches. Et les champs magnétiques observés atteignent parfois plusieurs centaines de millions de Gauss. Or les physiciens savent que le phénomène de dynamo ne peut pas être invoqué pour des champs magnétiques de plus de 0,1 million de Gauss. Ainsi, d’autres études devront tenter de démêler le problème.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/etoile-naines-blanches-deviennent-magnetiques-vieillissant-93912/

Pourquoi ce grand trou découvert dans la Voie lactée est important pour les astronomes ?

Comment le milieu interstellaire diffus forme-t-il des nuages moléculaires denses capables de donner naissance à des étoiles ? Des astronomes viennent de mettre à jour un gigantesque trou de matière qui pourrait bien les mettre sur la voie de la réponse à cette question essentielle.

Pour comprendre comment les étoiles se forment, les astronomes doivent impérativement comprendre d’abord comment les nuages moléculaires qui s’effondrent pour leur donner naissance se forment à partir d’un milieu interstellaire diffus. Pour cela, ils comptent aujourd’hui sur les progrès de l’instrumentation. Ceux offerts par la mission Gaïa de l’ESA, l’Agence spatiale européenne, par exemple. Son objectif : mesurer les distances de plus d’un milliard d’étoiles dans notre Voie lactée. Et grâce à des mesures réalisées au fil du parcours de la Terre sur son orbite, de rendre une image en trois dimensions de notre Galaxie. Le tout avec une précision incroyable de 20 microarcsecondes. C’est l’angle que ferait une pièce d’un euro si vous la voyiez à quelque 100.000 kilomètres de distance !

C’est grâce à cette précision que des astronomes de l’université de Harvard (États-Unis) viennent de découvrir un gigantesque espace vide. Une cavité. Un trou de matière béant s’étendant sur près de 500 années-lumière. Ils étudiaient les formes et les dimensions des nuages moléculaires les plus proches de nous. Celui qui se trouve dans la constellation de Persée et celui qui se trouve dans la constellation du Taureau, en l’occurrence. Des régions où se forment beaucoup d’étoiles.

Dans notre vision en deux dimensions de l’espace, ces deux nuages moléculaires semblent presque se toucher. Pourtant, la cartographie en trois dimensions établie par les astronomes montre qu’ils semblent en réalité former la coquille de l’espace vide évoqué par les chercheurs. « Des centaines d’étoiles se forment ou existent déjà à la surface de cette bulle », souligne Shmuel Bialey, astrophysicien, dans un communiqué de l’université de Harvard.

Quand la théorie se frotte à l’observation
Ce trou de matière pourrait avoir été créé par l’explosion d’une étoile en supernova — ou d’une série de supernovae –, il y a dix millions d’années. Le choc aurait poussé les poussières et les gaz vers l’extérieur. Ainsi les nuages de Persée et du Taureau ne seraient pas étrangers l’un à l’autre. Ils seraient ce qu’il reste de cette colossale explosion. Ils se seraient donc formés ensemble, à partir d’une même onde de choc.

D’autres nuages moléculaires, des régions dans lesquelles les gaz sont plus denses que dans le milieu interstellaire diffus, apparaissent également sur la cartographie tirée des données de la mission Gaïa. Tous sont comme déposés sur la surface de la fameuse cavité. Un indice de la façon dont la mort d’une étoile peut conduire à la formation de nombreuses nouvelles étoiles.

« Il existe de nombreuses théories différentes sur la façon dont le gaz se réorganise pour former des étoiles, explique Catherine Zucker, astronome. Les chercheurs ont déjà testé ces idées théoriques à l’aide de simulations, mais c’est la première fois que nous pouvons utiliser des vues 3D réelles — et non simulées — pour comparer la théorie à l’observation et évaluer les théories qui fonctionnent le mieux ».

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/formation-etoiles-ce-grand-trou-decouvert-voie-lactee-important-astronomes-93757/

Le bras galactique contenant la Terre serait deux fois plus vaste que prévu

Alors que les débats relatifs à la structure prise par les bras spiraux de la Voie lactée persistent depuis près d’un siècle, le satellite Gaia remet en question nos modèles élémentaires en étalant ses dernières observations.

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Voir la Voie lactée… un autoportrait sans miroir
Les astronomes sont confrontés à plusieurs contraintes naturelles difficilement surmontables. En effet, notre localisation au sein même de la Voie lactée (dans le plan médian de la galaxie, loin du centre) nous empêche de distinguer ses structures. De plus, la présence d’épais nuages sombres dans le disque galactique entrave la lumière des étoiles pour parvenir jusqu’à nous. En outre, les étoiles appartenant aux bras spiraux voisins sont si éloignées que même la plus proche nous est distante de plus de 4.000 années-lumière. Par conséquent, l’ambition de tracer une visualisation fidèle et complète de notre spirale de gaz et de poussière semble loin d’être concrétisable.

Les chercheurs misent alors sur le développement de modèles galactiques. Basés sur la mesure de distance aux sources et confrontés en parallèle aux observations, ils permettent de remonter à l’allure de la Voie lactée et de démêler son brouhaha galactique.

Fin 2020, les spécialistes du domaine ont dressé une synthèse de toutes les informations (directes et indirectes) appréhendées depuis soixante-cinq ans au sujet de la morphologie et de la dynamique de notre Galaxie. Ils avancent qu’elle se compose de quatre bras spiraux principaux, s’articulant autour d’une concentration lumineuse en forme de barre. À l’embranchement des bras Perseus et Sagittarius-Carina, se distingue une extension mineure appelée bras local (ou encore bras d’Orion) où se niche le Système solaire.

Gaia corrige nos attentes sur l’ampleur des bras spiraux
L’équipe d’Eloisa Poggio a recouru au troisième catalogue Gaia pour sonder la répartition des étoiles de type OB et la confronter à la dispersion des jeunes Céphéides dans le disque galactique. Cette distribution a ainsi mis en évidence une géométrie bien différente de celle issue des modèles de référence.

L’étude publiée au printemps 2021 démontre qu’en réalité le bras Perseus suit davantage une tout autre configuration, celle proposée par Levine et al. (2006). La disposition des Céphéides semble raisonnablement suivre et prolonger à grande échelle la région de surdensité des étoiles de type OB. Le second résultat, plus surprenant encore, est que le bras local paraît s’étendre jusqu’au quadrant galactique III, soit bien au-delà de l’étendue couramment délimitée. Sa longueur serait alors deux fois plus importante que ce qui était admis auparavant, comparable à la distance Soleil-centre galactique. Ces deux constats se sont vus confortés d’autant qu’ils apportent un éclaircissement au grand vide énigmatique logé au sein du bras Perseus.

« Au regard de nos cartes, ce vide s’expliquerait plus naturellement comme étant simplement la région inter-bras entre Perseus, tel que tracé par Levine et al., et le bras local s’étendant dans le quadrant III », ont conclu les auteurs de l’article. Les prochains relevés de Gaia permettront d’utiliser des astres ayant des éclats plus faibles, dans des zones plus reculées de notre Galaxie, pour dresser de nouvelles cartographies d’une résolution époustouflante.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-bras-galactique-contenant-terre-serait-deux-fois-plus-vaste-prevu-93670/