La télévision naine rouge AU Microscopii (AU Mic en abrégé), à 32 années-lumière de la Terre dans la constellation Microscopium (le Microscope), est une petite étoile sombre et froide qui ne représente qu'un dixième de la masse de notre Soleil. Comme notre Soleil, les naines rouges sont soumises à des périodes d’activité magnétique intense, notamment des taches stellaires et des éruptions cutanées.
Une équipe d'astronomes dirigée par Yuta Notsu, chercheur à l'étranger du JSPS au télescope Subaru et à l'Observatoire astronomique national du Japon, souhaitait étudier les mécanismes qui déterminent les cycles d'activité des naines rouges. Un domaine d’intérêt particulier était de savoir si les naines rouges subissaient des inversions de champ magnétique, semblables à celles observées dans le Soleil.
Les inversions magnétiques se produisent lorsque les pôles magnétiques nord et sud d’une étoile changent de place, renversant essentiellement l’ensemble du champ magnétique. Le champ magnétique du Soleil a un cycle de 11 ans et inverse sa polarité tous les 5,5 à 6 ans.
Cependant, on ne sait pas comment se produisent les inversions magnétiques chez les naines rouges. La plupart des observations précédentes se sont concentrées sur des naines rouges plus jeunes, à rotation plus rapide, qui pourraient cacher des oscillations de champ complexes et de courte période, semblables à la façon dont une toupie rapide vacille. Cela rend difficile la compréhension du véritable taux de rotation et donc du cycle magnétique de ces étoiles.
AU Mic a offert aux astronomes une opportunité unique d’étudier ce phénomène car il s’agit d’une naine rouge relativement ancienne (5 à 10 milliards d’années), et donc à rotation lente. Notsu a expliqué que "AU Mic est connu pour avoir une période de rotation de 4,8 jours, ce qui est suffisamment long pour que la rotation complexe et l'activité magnétique puissent être séparées".
Les astronomes ont obtenu quatre années de données photométriques TESS à haute cadence. Combinés à près de huit années d'observations spectroscopiques à l'aide du spectrographe à haute dispersion (HDS) du télescope Subaru et à des mesures supplémentaires effectuées à l'aide du spectrographe EXPRES du télescope Lowell Discovery en Arizona, ils ont soigneusement démêlé les contributions de la rotation de l'étoile et des taches magnétiques pour mieux mesurer Cycle magnétique d'AU Mic et suivi de l'activité de surface.
Les chercheurs ont détecté trois cycles magnétiques complets s’étalant sur la base de temps TESS de quatre ans et ont constaté des changements significatifs au cours du dernier cycle. Notsu a commenté :« L'amplitude des taches a progressivement changé et l'asymétrie hémisphérique de la distribution des taches a également changé de signe, ce qui suggère que la polarité magnétique des taches pourrait s'être inversée. »
En analysant davantage les données, l’équipe a estimé que le cycle magnétique complet d’AU Mic était d’environ 13,5 ans. L'activité d'AU Mic a également montré des caractéristiques similaires à celles des taches solaires, notamment des champs magnétiques puissants dépassant plusieurs milliers de Gauss, l'émergence et la désintégration sur deux à trois mois, et une tendance de l'activité ponctuelle à se concentrer à des latitudes spécifiques sur l'étoile.
La recherche suggère que des inversions de champ polaire pourraient également se produire sur AU Mic, bien qu’une base d’observation plus longue soit nécessaire pour le confirmer de manière concluante. De futures études utilisant des télescopes plus grands, tels que le télescope de trente mètres, actuellement en construction à Maunakea à Hawaï, pourraient permettre aux astronomes de capturer des preuves d'une inversion de polarité et de mesurer la nature précise du cycle qui alimente cette activité.
