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Faire de Magnetars les aimants les plus puissants de l’Univers

Faire de Magnetars les aimants les plus puissants de l’Univers


Des magnétars - des étoiles à neutrons avec le champ magnétique le plus puissant de l'univers - pourraient se former à la suite de la collision d'autres étoiles. L'explosion de la supernova qui en découle suggère de nouvelles recherches.

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La simulation marque la naissance d'une étoile magnétique telle que Tau Scorpii. L'image est une coupe à travers le plan orbital où la couleur indique la force du champ magnétique et la hachure de lumière reflète la direction de la ligne du champ magnétique. (Image: Ohlmann / Schneider / Röpke)

Comment certaines étoiles à neutrons deviennent-elles exactement la source des champs magnétiques les plus puissants de l'univers - les magnétars?

C’est la question à laquelle une équipe de chercheurs britanniques et allemands - de l’Université de Heidelberg, de la Société Max Planck, de l’Institut d’études théoriques de Heidelberg et de l’Université d’Oxford - pense avoir répondu.

L'équipe a eu recours à de vastes simulations informatiques pour montrer comment la collision de deux étoiles pouvait créer des étoiles massives avec des champs magnétiques aussi puissants et, si elles devaient exploser dans une supernova, un magnétar.

Les champs magnétiques sont omniprésents dans tout l'univers. Par exemple, les étoiles similaires à notre Soleil ont des enveloppes dans lesquelles la convection génère des champs magnétiques. Mais la situation est différente pour les grandes étoiles.

«Même si les étoiles massives n'ont pas de telles enveloppes, nous observons toujours un champ magnétique puissant à grande échelle à la surface d'environ 10% d'entre elles», explique le Dr Fabian Schneider du Centre d'astronomie de l'Université de Heidelberg, qui en est le premier auteur. de l'étude, publié dans la revue La nature.

On sait que de tels domaines existent depuis sept décennies, mais les astronomes et les astrophysiciens n’ont pas encore réussi à en expliquer les causes. Malgré cette incertitude, les scientifiques ont suggéré que des magnétars avec des champs magnétiques puissants puissent être produits lors de la collision de deux étoiles.

La simulation marque la naissance d'une étoile magnétique telle que Tau Scorpii. L'image est une coupe à travers le plan orbital où la couleur indique la force du champ magnétique et la hachure de lumière reflète la direction de la ligne du champ magnétique. (Image: Ohlmann / Schneider / Röpke)

«Jusqu’à présent, nous n’avions pas pu tester cette hypothèse car nous ne disposions pas des outils informatiques nécessaires», déclare le Dr Sebastian Ohlmann du centre de calcul de la société Max Planck.

À l'aide d'une simulation dynamique connue sous le nom de code AREPO fonctionnant sur des ordinateurs de l'institut d'études théoriques de Heidelberg (HITS), l'équipe a pu expliquer les propriétés de Tau Scorpii - une immense étoile magnétique située à 500 années-lumière de la Terre. .

Étoile magnétique massive, Tau Scorpii est un «bloqueur bleu» - un produit de la fusion d’étoiles - son statut a été confirmé en 2016 par Fabian Schneider et Philipp Podsiadlowski de l’Université d’Oxford. Ce dernier confirme les origines de son champ magnétique: "Nous supposons que Tau Scorpii a obtenu son fort champ magnétique au cours du processus de fusion."

La simulation effectuée par l'équipe a en effet confirmé que la forte turbulence provoquée par la fusion de deux étoiles pouvait effectivement produire un champ magnétique d'une telle ampleur. Ces fusions sont relativement courantes - les astronomes estimant que 10% des étoiles de la Voie Lactée résultent de tels effets. Les nombres qui semblent refléter la vitesse à laquelle on observe les étoiles massives magnétiques.

Si ces étoiles massives deviennent alors supernova, le magnétar est né. Ce pourrait être le destin qui attend Tau Scorpii à la fin de sa vie. En effet, les simulations de l’équipe suggèrent que le champ magnétique généré serait suffisant pour expliquer les champs magnétiques exceptionnellement forts dans les magnétars.

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