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    Les naines blanches deviennent magnétiques en vieillissant

    Un WD sur quatre finira sa vie pénétré par un fort champ magnétique. Crédit :ESO/L. Calcada

    Au moins une naine blanche sur quatre finira sa vie en tant qu'étoile magnétique, et donc les champs magnétiques sont une composante essentielle de la physique de la DEO. De nouvelles informations sur le magnétisme des étoiles dégénérées à partir d'une analyse récente d'un échantillon limité en volume de WD ont fourni la meilleure preuve obtenue jusqu'à présent de la corrélation entre la fréquence du magnétisme dans les WD et l'âge. Cela pourrait aider à expliquer l'origine et l'évolution des champs magnétiques dans les WD.

    Plus de 90 % des étoiles de notre Galaxie finissent leur vie en tant que WD. Bien que beaucoup aient un champ magnétique, il est encore inconnu quand il apparaît à la surface, s'il évolue pendant la phase de refroidissement du WD et, par dessus tout, quels sont les mécanismes qui le génèrent.

    Les observations astronomiques sont souvent sujettes à de forts biais. Parce que les WD sont des étoiles mourantes, ils deviennent plus frais, et donc de plus en plus faible avec le temps. En conséquence, les observations tendent à favoriser l'étude des plus brillants WDs, qui sont chauds et jeunes. Il y a aussi un effet plus subtil et contre-intuitif. En raison de leur statut dégénéré, les WD plus massifs sont plus petits que les moins massifs (imaginez une série de sphères où les plus petites sont les plus lourdes). Parce que les plus petits WD sont également plus faibles, les observations ont également tendance à favoriser les étoiles moins massives.

    En résumé, observations de cibles sélectionnées en fonction de leur luminosité (par exemple, observant toutes les WD plus brillantes qu'une certaine magnitude) ont tendance à se concentrer sur les étoiles jeunes et moins massives, négligeant totalement les WD plus anciens.

    Un autre problème est que la plupart des observations de WDs sont faites avec des techniques spectroscopiques qui ne sont sensibles qu'aux champs magnétiques les plus forts, omettant ainsi d'identifier une fraction substantielle des WD magnétiques. La sensibilité de la spectropolarimétrie aux champs magnétiques peut être supérieure de plus de deux ordres de mangitude à celle de la spectroscopie. La spectropolarimétrie a démontré que les champs faibles, qui échappent à la détection par les techniques spectroscopiques, sont en fait assez fréquents dans les WD.

    Afin de réaliser un relevé spectropolarimétrique complet, les astronomes de l'Observatoire d'Armagh et de l'Université de Western Ontario ont sélectionné tous les WD du catalogue Gaia dans un volume à moins de 20 parsecs du Soleil. Environ les deux tiers de cet échantillon, ou environ 100 WDs, n'avait jamais été observé auparavant et il n'y avait donc pas de données disponibles dans la littérature. Par conséquent, l'équipe les a observés à l'aide du spectrographe et du polarimètre ISIS du télescope William Herschel (WHT), avec des instruments similaires sur d'autres télescopes.

    Ils ont découvert que les champs magnétiques sont rares au début de la vie d'un WD, quand l'étoile ne produit plus d'énergie à l'intérieur, et commence sa phase de refroidissement. Par conséquent, un champ magnétique ne semble pas être une caractéristique d'un WD depuis sa "naissance". Le plus souvent, il est soit généré, ou amené à la surface stellaire pendant la phase de refroidissement du WD.

    Ils ont également constaté que les champs magnétiques des WD ne montrent pas de signes évidents de désintégration ohmique, encore une indication que ces champs sont générés pendant la phase de refroidissement, ou du moins continuer à émerger à la surface stellaire à mesure que la WD vieillit.

    Cette image est totalement différente de ce qui est observé par exemple dans les étoiles magnétiques Ap et Bp de la séquence principale supérieure, où l'on constate que non seulement les champs magnétiques sont présents dès que l'étoile atteint la séquence principale de l'âge zéro, mais aussi que l'intensité du champ diminue rapidement avec le temps. Le magnétisme dans les WD semble donc être un phénomène totalement différent du magnétisme des étoiles Ap et Bp.

    Non seulement la fréquence du champ magnétique augmente avec l'âge de WD, mais on sait que la fréquence est corrélée à la masse stellaire, et que les champs apparaissent plus fréquemment après que le noyau de carbone-oxygène de l'étoile a commencé à cristalliser. Un mécanisme dynamo peut expliquer les champs les plus faibles parmi ceux observés dans les WDs, et des travaux récents suggèrent que le même mécanisme pourrait être capable de produire des champs plus forts que prévu à l'origine.

    En comparaison, la force du champ magnétique terrestre, produit par un mécanisme dynamo, est d'environ un Gauss. Un mécanisme dynamo peut expliquer des champs jusqu'à 0,1 million de Gauss, mais dans les champs WDs jusqu'à plusieurs centaines de millions de Gauss ont été observés. Par ailleurs, un mécanisme dynamo a besoin d'une rotation rapide, mais cela n'est généralement pas observé dans les WD. Des investigations théoriques et observationnelles supplémentaires sont nécessaires pour démêler cette situation.


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