Une étude de l'évolution des champs magnétiques à l'intérieur des étoiles à neutrons montre que les instabilités peuvent créer des points chauds magnétiques intenses qui survivent pendant des millions d'années, même après que le champ magnétique global de l'étoile se soit considérablement détérioré. Les résultats seront présentés par le Dr Konstantinos Gourgouliatos de l'Université de Durham lors de la Semaine européenne de l'astronomie et des sciences spatiales (EWASS) à Liverpool mercredi, 4 avril.

Lorsqu'une étoile massive consomme son combustible nucléaire et s'effondre sous sa propre gravité dans une explosion de supernova, il peut en résulter une étoile à neutrons. Ces objets très denses ont un rayon d'environ 10 kilomètres et pourtant sont 1,5 fois plus massifs que le Soleil. Ils ont des champs magnétiques très forts et sont des rotateurs rapides, avec certaines étoiles à neutrons tournant plus de 100 fois par seconde autour de leur axe. Les étoiles à neutrons sont généralement modélisées avec un champ magnétique qui a un pôle magnétique nord et sud, comme celle de la Terre. Cependant, un simple modèle "dipôle" n'explique pas les aspects déroutants des étoiles à neutrons, comme pourquoi certaines parties de leur surface sont beaucoup plus chaudes que leur température moyenne.

Gourgouliatos et Rainer Hollerbach, de l'Université de Leeds, utilisé le supercalculateur ARC de l'Université de Leeds pour effectuer des simulations numériques afin de comprendre comment des structures complexes se forment à mesure que le champ magnétique évolue à l'intérieur d'une étoile à neutrons.

Gourgouliatos explique :« Une étoile à neutrons nouveau-née ne tourne pas uniformément - diverses parties de celle-ci tournent à des vitesses différentes. Cela s'enroule et étire le champ magnétique à l'intérieur de l'étoile d'une manière qui ressemble à une pelote de fil serrée. Grâce aux simulations informatiques, nous avons constaté qu'un champ magnétique fortement enroulé est instable. Il génère spontanément des nœuds, qui émergent de la surface de l'étoile à neutrons et forment des taches où le champ magnétique est beaucoup plus fort que le champ à grande échelle. Ces spots magnétiques produisent de forts courants électriques, qui finissent par dégager de la chaleur, de la même manière, de la chaleur est produite lorsqu'un courant électrique circule dans une résistance."

Les simulations montrent qu'il est possible de générer un spot magnétique avec un rayon de quelques kilomètres et une intensité de champ magnétique supérieure à 10 milliards de Tesla. La tache peut durer plusieurs millions d'années, même si le champ magnétique total de l'étoile à neutrons a diminué.

L'étude peut avoir de vastes implications pour notre compréhension des étoiles à neutrons. Même les étoiles à neutrons avec des champs magnétiques globaux plus faibles pourraient encore former des points chauds magnétiques très intenses. Cela pourrait expliquer le comportement étrange de certains magnétars, par exemple l'exotique SGR 0418+5729, qui a un taux de spin inhabituellement bas et un champ magnétique à grande échelle relativement faible, mais éclate sporadiquement avec un rayonnement de haute énergie.