Les étoiles massives peuvent-elles régénérer leur magnétisme ?

Les étoiles massives peuvent-elles régénérer leur magnétisme ?

Une équipe internationale d'astrophysiciens (1) menée par des chercheurs du CNRS vient de découvrir un champ magnétique atypique sur une étoile massive de la constellation d'Orion, la supergéante bleue zeta Orionis. Cette découverte pourrait remettre en cause notre compréhension du magnétisme de ces monstres cosmiques, car il pourrait en effet s'agir d'un champ magnétique qui se régénère, comme celui du Soleil. Ces résultats, obtenus avec le spectropolarimètre NARVAL (2) installé au télescope Bernard-Lyot (3) de l'INSU seront bientôt publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. La supergéante zeta Ori (en haut à gauche) est l'étoile la plus brillante à proximité de la nébuleuse de la Tête de Cheval et de la nébuleuse de la Flamme Les étoiles massives sont celles dont les masses peuvent atteindre 100 fois environ celle du Soleil. Ces étoiles sont rares: on n'en compte qu'une pour 1 000 étoiles comparables au Soleil. Elles compensent en cumulant les superlatifs ; gigantesques, avec des rayons de 10 à 50 fois plus importants que celui du Soleil ; caniculaires, avec une température de surface de 5 à 10 fois plus élevée ; éblouissantes, avec des luminosités qui peuvent atteindre un million de fois celle de notre étoile. Mais ces extravagances ont un prix et les étoiles massives meurent jeunes. Durant les quelques millions d'années de leur brève existence, la simple force de leur lumière parvient à arracher à leur surface des quantités de matière équivalente à plusieurs fois la masse du Soleil. Les étoiles massives et leur vent de matière sont donc la principale source galactique d'atomes plus lourds que l'oxygène, qui constituent les roches, les végétaux et les animaux terrestres. Elles contrôlent la vie chimique d'une galaxie et provoquent des vagues de formation d'étoiles, comme par exemple au coeur de la célèbre nébuleuse d'Orion. Leur vie se conclut en une apocalypse explosive - la supernova - qui donne naissance aux fameux trous noirs. Pourtant, le Soleil et les étoiles naines qui lui ressemblent (ainsi que les planètes comme la Terre) possèdent une chose de plus que les étoiles massives - la capacité à engendrer un champ magnétique, une sorte d'électroaimant géant alimenté par les bouillonnements convectifs de matière que les étoiles naines entretiennent dans leurs couches externes. Quelques étoiles massives possèdent également un champ magnétique; on pense même que ce sont elles qui donnent naissance aux intrigantes magnétoiles, les objets célestes les plus magnétiques de tout l'Univers. Mais elles diffèrent du Soleil sur un point important: le champ magnétique des étoiles massives est une empreinte originelle, une marque de naissance, un fossile qui ne fait que s'éroder avec le temps, et non un champ en perpétuelle renaissance - comme celui du Soleil qui renaît de ses cendres tous les 11 ans. Située dans la constellation d'Orion, à proximité immédiate de la nébuleuse de la Tête de Cheval et de la nébuleuse de la Flamme, zeta Orionis est une supergéante bleue qui intrigue depuis longtemps les astrophysiciens. Distante d'environ 1 200 années-lumière de la Terre, elle est pourtant facilement visible à l'oeil nu; c'est même la plus brillante de toutes les étoiles massives du ciel. D'une masse équivalente à 40 Soleils, zeta Ori est aussi 25 fois plus grande, 5 fois plus chaude et 500 000 fois plus lumineuse que lui. Mais ce qu'une équipe internationale d'astrophysiciens vient de mettre à jour, c'est que zeta Ori abrite aussi un champ magnétique très spécial. "Ce champ est en effet environ 10 fois plus faible que celui détecté jusqu'alors dans toutes les autres étoiles massives. Cette différence importante suggère que le champ de zeta Ori n'est pas un fossile." précise Jean-Claude Bouret, chercheur au laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM: INSU-CNRS ; Université de Provence ; Observatoire Astronomique Marseille Provence), responsable de ce programme de recherche. Pourrait-il être de même nature que celui du Soleil? Et si tel est le cas, comment a-t'il pu être engendré puisque zeta Ori ne dispose pas a priori des ingrédients nécessaires (la convection externe) pour produire un champ comme celui du Soleil? Le champ magnétique de Zeta Orionis reste donc un mystère sur lequel Jean-Claude Bouret et ses collègues espèrent obtenir des éléments de réponse dans les années à venir. Dans ce but, ils se serviront du nouveau spectropolarimètre NARVAL installé au Télescope Bernard-Lyot au sommet du Pic du Midi (Hautes Pyrénées). Cet instrument, inauguré il y a à peine un an, permet d'étudier les champs magnétiques des étoiles (à partir de la polarisation qu'elles produisent dans leur lumière) avec une sensibilité sans précédent. C'est grâce au couple télescope Bernard Lyot-Narval, le seul observatoire au monde entièrement dédié à ce genre d'étude, que cette découverte a été obtenue. Notes: (1) Cette équipe comprend JC Bouret, C Escolano, W Marcolino ; Laboratoire d'Astrophysique de Marseille (LAM: INSU-CNRS, Université de Provence ; Observatoire Astronomique Marseille Provence), JF Donati, Laboratoire d'Astrophysique Toulouse Tarbes (LATT: INSU-CNRS, Université de Toulouse ; Observatoire Midi-Pyrénées), F Martins, Groupe de recherche en astronomie et astrophysique du Languedoc (GRAAL: INSU-CNRS, Univesité Montpellier II), , T Lanz (University of Maryland), I Howarth (University College London). (2) NARVAL a été financé par la Région Midi-Pyrénées, le Ministère de la Recherche, le conseil Général des Hautes Pyrénées, l'Union Européenne (FEDER) et l'INSU-CNRS. La première lumière a été obtenue le 13 Nov 2006. Cet instrument est la réplique d'ESPaDOns installé au foyer du télescope de 3,6 m Canada-France-Hawaii. (3) Le Télescope Bernard Lyot (TBL) est financé par l'INSU-CNRS.
	Source: CNRS / INSU Illustration: © Valère Perroud