Une équipe d'astrophysiciens de l'Institut Max Planck d'astrophysique de Garching, en Allemagne, et de l'Université de Chicago, ont réalisé des expériences qui révèlent comment sont générés les champs magnétiques de magnétars extrêmement puissants. Les magnétars sont un type rare d'étoile à neutrons qui héberge les champs magnétiques les plus puissants connus dans l'univers. Ils naissent lors d’explosions de supernova, la mort cataclysmique d’étoiles massives. Les expériences montrent que le champ magnétique des magnétars est généré par une puissante dynamo entraînée par la rotation rapide de l'étoile à neutrons et son champ magnétique intense. Les résultats des expériences sont publiés dans la revue Science.

Les magnétars sont un type d'étoile à neutrons, les noyaux effondrés d'étoiles massives qui ont explosé sous forme de supernovae. Les étoiles à neutrons sont des objets extrêmement denses, avec une masse d'environ 1,4 fois celle du Soleil mais un diamètre d'environ 20 kilomètres seulement. Les magnétars sont une classe spéciale d'étoiles à neutrons qui possèdent des champs magnétiques extrêmement puissants, avec des intensités allant de 10^14 à 10^16 Gauss. C’est environ un billion de fois plus puissant que le champ magnétique terrestre.

L’origine du champ magnétique dans les magnétars n’est pas bien comprise. Une possibilité est que le champ soit généré par un processus dynamo, similaire à celui qui génère le champ magnétique du Soleil et de la Terre. Dans ce processus, la rotation de l’étoile à neutrons induit des courants électriques dans le plasma électriquement conducteur qui remplit son intérieur. Ces courants créent alors un champ magnétique, qui renforce à son tour la rotation de l’étoile.

Les expériences réalisées par l'équipe d'astrophysiciens mettent en évidence le mécanisme dynamo des magnétars. Les expériences ont été réalisées à l’aide d’un laser puissant pour créer un plasma qui imite les conditions à l’intérieur d’une étoile à neutrons. Le laser était focalisé sur une petite cible, créant un point chaud d’une température de plusieurs millions de degrés Celsius. Ce point chaud a produit un champ magnétique puissant, qui a été mesuré par une série de sondes magnétiques placées autour de la cible.

Les expériences ont montré que l’intensité du champ magnétique augmentait avec la vitesse de rotation du plasma. Ceci est cohérent avec le mécanisme dynamo, qui prédit que l’intensité du champ magnétique doit être proportionnelle à la vitesse de rotation. Les expériences ont également montré que le champ magnétique était généré par la circulation de courants électriques dans le plasma.

Les résultats des expériences fournissent des preuves solides du mécanisme dynamo comme origine du champ magnétique dans les magnétars. On pense également que ce mécanisme est responsable de la génération de champs magnétiques dans d’autres types d’étoiles à neutrons et de pulsars.