Les champs magnétiques jouent un rôle important dans les endroits où naissent la plupart des étoiles massives. Cette illustration montre les environs d'une étoile massive en formation, et les régions lumineuses où les signaux radio du méthanol peuvent être trouvés. Les points lumineux représentent les masers au méthanol - des lasers naturels courants dans les environnements denses où se forment des étoiles massives - et les lignes courbes représentent le champ magnétique. Grâce aux nouveaux calculs des astrochimistes, les astronomes peuvent maintenant commencer à étudier les champs magnétiques dans l'espace en mesurant les signaux radio des molécules de méthanol dans ces sources lumineuses. Crédit :Wolfgang Steffen/Boy Lankhaar et al. (molécules :Wikimedia Commons/Ben Mills)
Une équipe de scientifiques, dirigé par Boy Lankhaar à l'Université de technologie de Chalmers, a résolu une énigme importante en astrochimie :comment mesurer les champs magnétiques dans l'espace à l'aide de méthanol, la forme la plus simple d'alcool. leurs résultats, publié dans la revue Astronomie de la nature , donner aux astronomes une nouvelle façon d'étudier comment naissent les étoiles massives.
Au cours du dernier demi-siècle, de nombreuses molécules ont été découvertes dans l'espace. À l'aide de radiotélescopes, les astronomes ont, à l'aide de ces molécules, été capable d'enquêter sur ce qui se passe dans l'obscurité, nuages denses où naissent de nouvelles étoiles et planètes. Les scientifiques peuvent mesurer la température, pression et mouvement des gaz en étudiant la signature des molécules dans les signaux qu'elles détectent. Mais il y a un autre acteur majeur impliqué dans la formation d'étoiles massives qui est plus difficile à mesurer :les champs magnétiques.
Boy Lankhaar à l'Université de technologie Chalmers, qui a mené le projet, dit, "Quand les étoiles les plus grandes et les plus lourdes sont nées, nous savons que les champs magnétiques jouent un rôle important. Mais la manière dont les champs magnétiques affectent le processus est un sujet de débat parmi les chercheurs. Nous avons donc besoin de moyens de mesurer les champs magnétiques, et c'est un vrai défi. Maintenant, grâce à nos nouveaux calculs, nous savons enfin comment le faire avec du méthanol."
En utilisant des mesures de méthanol (CH
"Les signaux maser proviennent également des régions où les champs magnétiques ont le plus à nous dire sur la formation des étoiles. Grâce à notre nouvelle compréhension de la façon dont le méthanol est affecté par les champs magnétiques, nous pouvons enfin commencer à interpréter ce que nous voyons, " déclare Wouter Vlemmings, membre de l'équipe de Chalmers.
Des tentatives antérieures pour mesurer les propriétés magnétiques du méthanol dans des conditions de laboratoire ont rencontré des problèmes. Au lieu, les scientifiques ont décidé de construire un modèle théorique, en s'assurant qu'il était cohérent à la fois avec la théorie précédente et avec les mesures de laboratoire. "Nous avons développé un modèle du comportement du méthanol dans les champs magnétiques, partant des principes de la mécanique quantique. Bientôt, nous avons trouvé un bon accord entre les calculs théoriques et les données expérimentales disponibles. Cela nous a donné la confiance nécessaire pour extrapoler aux conditions que nous attendons dans l'espace, " explique Boy Lankhaar.
Toujours, la tâche s'est avérée étonnamment difficile. Les chimistes théoriciens Ad van der Avoird et Gerrit Groenenboom, tous deux à l'Université Radboud aux Pays-Bas, nécessaires pour faire de nouveaux calculs et corriger les travaux antérieurs. "Le méthanol étant une molécule relativement simple, nous pensions d'abord que le projet serait facile. Au lieu, cela s'est avéré très compliqué car nous devions calculer les propriétés du méthanol dans les moindres détails, " dit Ad van der Avoird.
Les nouveaux résultats ouvrent de nouvelles possibilités pour comprendre les champs magnétiques dans l'univers. Ils montrent également comment les problèmes peuvent être résolus en astrochimie, où les disciplines de l'astronomie et de la chimie se rencontrent. Huib Jan van Langevelde, membre de l'équipe et astronome au Joint Institute for VLBI Eric and Leiden University, explique. "Il est étonnant que des calculs aussi détaillés soient nécessaires pour révéler la complexité moléculaire dont nous avons besoin pour interpréter les mesures très précises que nous effectuons avec les meilleurs radiotélescopes d'aujourd'hui. Il faut des experts des disciplines de la chimie et de l'astrophysique pour permettre de nouvelles découvertes à l'avenir sur les molécules , champs magnétiques et formation d'étoiles, " il dit.
