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Astrophysique: pour la première fois, des simulations ont permis de reproduire la genèse des champs magnétiques des magnétars qui sont les plus intenses de l’Univers!____¤202003
Une étude, dont les résultats intitulés «Magnetar formation through a convective dynamo in protoneutron stars» sont publiés dans la revue Science Advances et disponibles en pdf, a permis, pour la première fois, de reproduire par des simulations numériques la genèse des champs magnétiques les plus intenses de l’Univers. Elle explique ainsi comment des étoiles massives en rotation rapide deviennent en fin de vie des magnétars et non pas des étoiles à neutrons classiques.
Rappelons tout d'abord que les étoiles à neutrons sont «des astres extrêmement denses, produits par l'effondrement du cœur d'étoiles massives lorsque celles-ci ont épuisé leur combustible» et relevons que «les magnétars, qui «possèdent des champs magnétiques colossaux, près de mille fois plus intenses que ceux des étoiles à neutrons», émettent «des bouffées de rayons X et gamma». Actuellement, une trentaine de magnétars a été répertoriée dans la Voie lactée.
Pour savoir comment certaines étoiles deviennent des magnétars et non pas des étoiles à neutrons classiques, l'étude ici présentée a simulé «l'évolution du champ magnétique au cours des premières secondes après la formation d'un magnétar, en utilisant des modèles magnéto-hydrodynamiques dérivés de ceux décrivant le magnétisme du Soleil ou de la Terre», les calculs ayant été effectués «sur le supercalculateur Occigen du Centre informatique national de l'enseignement supérieur (Cines)».
Concrètement, «une fois le cœur de fer de l'étoile effondré sur lui-même, celui-ci se refroidit en émettant massivement des neutrinos, ce qui crée des mouvements convectifs capables d'amplifier le champ magnétique (par 'effet dynamo')». Une vitesse de rotation élevée apparaît «comme un ingrédient essentiel dans la formation d'un magnétar», car «si la rotation de l'étoile sur elle-même est assez rapide pour modifier l'équilibre des forces qui gouverne l'intensité du champ magnétique, celle-ci atteint des niveaux spectaculaires qui sont la signature des magnétars».
Au bout du compte, cette nouvelle approche, «à la différence des théories alternatives, principalement celle de l'hypothèse du champ fossile», fournit «un éclairage inédit sur les explosions d'étoiles massives mettant en jeu des énergies phénoménales, comme les supernovae 'superlumineuses' ou les 'hypernovae'» (SLSNe), puisqu'elle relie «naturellement le champ magnétique et la vitesse de rotation extrêmes nécessaires pour expliquer le 'moteur' des plus fortes explosions connues à ce jour».
Tags : Astrophysique, 2020, Science Advances, étoiles à neutrons, magnétars, hypernovae, neutrinos, SLSNe, étoiles massives, effet dynamo, Voie lactée, fer
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