Pour la première fois, des champs magnétiques ont été détectés dans trois étoiles massives et chaudes de nos galaxies voisines, les Grands et Petits Nuages de Magellan. Alors que des étoiles massives magnétiques ont déjà été détectées dans notre propre galaxie, la découverte du magnétisme dans les Nuages de Magellan est particulièrement importante car ces galaxies abritent une forte population de jeunes étoiles massives. Cela offre une opportunité unique d'étudier les étoiles en formation active et la limite supérieure de la masse qu'une étoile peut avoir et rester stable.
Le magnétisme est notamment considéré comme un élément clé de l’évolution des étoiles massives, avec un impact considérable sur leur destin ultime. Ce sont les étoiles massives avec initialement plus de huit masses solaires qui laissent derrière elles des étoiles à neutrons et des trous noirs à la fin de leur évolution.
Des événements spectaculaires de fusion de ces systèmes résiduels compacts ont été observés par les observatoires d’ondes gravitationnelles. De plus, des études théoriques proposent un mécanisme magnétique pour l'explosion d'étoiles massives, pertinent pour les sursauts gamma, les éclairs de rayons X et les supernovae.
"Les études des champs magnétiques dans les étoiles massives des galaxies avec de jeunes populations stellaires fournissent des informations cruciales sur le rôle des champs magnétiques dans la formation des étoiles dans l'univers primitif avec un gaz de formation d'étoiles non pollué par des métaux", explique le Dr Swetlana Hubrig, du Leibniz. Institut d'astrophysique de Potsdam (AIP) et premier auteur de l'étude.
Les champs magnétiques stellaires sont mesurés par spectropolarimétrie. Pour cela, la lumière des étoiles polarisée circulairement est enregistrée et les plus petits changements dans les raies spectrales sont étudiés. Cependant, afin d'obtenir la précision nécessaire des mesures de polarisation, cette méthode nécessite des données de haute qualité.
"La méthode est extrêmement gourmande en photons. C'est un défi particulier car même les étoiles massives les plus brillantes, qui ont plus de huit masses solaires, sont relativement pauvres en lumière lorsqu'elles sont observées dans nos galaxies voisines, les Grands et Petits Nuages de Magellan." Le Dr Silva Järvinen de l'AIP explique.
En raison de ces conditions, les spectropolarimètres conventionnels à haute résolution et les télescopes plus petits ne conviennent pas à de telles investigations. C'est pourquoi on a utilisé le spectropolarimètre à basse résolution FORS2, qui est monté sur l'un des quatre télescopes de 8 mètres du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO).
Les tentatives précédentes visant à détecter des champs magnétiques dans des étoiles massives en dehors de notre galaxie ont échoué. Ces mesures sont complexes et dépendent de plusieurs facteurs.
Le champ magnétique mesuré en polarisation circulaire est appelé champ magnétique longitudinal et correspond exclusivement à la composante du champ qui pointe dans la direction de l'observateur. C'est semblable à la lumière provenant d'un phare, qui est facile à voir lorsque le faisceau se dirige vers l'observateur.
Étant donné que la structure du champ magnétique dans les étoiles massives est généralement caractérisée par un dipôle global dont l'axe est incliné par rapport à l'axe de rotation, l'intensité du champ magnétique longitudinal peut être nulle lors des phases de rotation lorsque l'observateur regarde directement l'équateur magnétique de l'étoile massive. étoile. La détectabilité du signal de polarisation dépend également du nombre de caractéristiques spectrales utilisées pour étudier la polarisation.
L'observation d'une région spectrale plus large avec un plus grand nombre de caractéristiques spectrales est préférable. De plus, des temps d'exposition plus longs sont cruciaux pour enregistrer des spectres polarimétriques avec un rapport signal/bruit suffisamment élevé.
En tenant compte de ces facteurs importants, l’équipe a effectué des observations spectropolarimétriques de cinq étoiles massives dans les Nuages de Magellan. Dans deux étoiles vraisemblablement uniques présentant des caractéristiques spectrales typiques des étoiles massives magnétiques de notre propre galaxie et dans un système binaire massif en interaction active situé au cœur de la région de formation d'étoiles la plus massive NGC346 dans le Petit Nuage de Magellan, ils ont réussi à détecter des champs magnétiques. de l'ordre du kiloGauss.
À la surface de notre Soleil, des champs magnétiques aussi puissants ne peuvent être détectés que dans de petites régions hautement magnétisées :les taches solaires. Les détections de champs magnétiques rapportées dans les Nuages de Magellan présentent la première indication que la formation d'étoiles massives se déroule dans les galaxies avec de jeunes populations stellaires de la même manière que dans notre galaxie.
La recherche est publiée dans la revue Astronomy &Astrophysics .
