L’étoile HD 45166, une rare étoile Wolf-Rayet, a récemment été au centre d’une étude révélatrice. Les chercheurs ont découvert qu’elle possède le champ magnétique le plus puissant jamais enregistré pour une étoile massive. Cette découverte remet en question nos connaissances actuelles sur les étoiles et leur évolution. Elle suggère également de nouvelles pistes pour comprendre la formation des magnétars, les objets les plus magnétiques de l’Univers.
L’étoile HD 45166, située à environ 3000 années-lumière de nous, a longtemps été une énigme pour les astronomes. Bien qu’elle ait été observée pendant plus de 100 ans, sa nature énigmatique ne pouvait pas être facilement expliquée par les modèles conventionnels. Cette étoile mourante de type Wolf-Rayet, riche en hélium, présente des comportements atypiques par rapport à ses pairs.
Mais récemment, une équipe internationale de chercheurs, dirigée par l’astronome Tomer Shenar de l’Université d’Amsterdam, a fait une découverte surprenante : HD 45166 possède le champ magnétique le plus puissant jamais enregistré pour une étoile massive. L’étude a été publiée dans la revue Science.
Les énigmatiques étoiles Wolf-Rayet
Les étoiles Wolf-Rayet se distinguent par leur rareté et leur éclat spectaculaire. Ces astres, caractérisés par des températures extrêmement élevées, émettent un rayonnement lumineux intense, témoignant de leur forte activité interne. Leur composition chimique est également singulière : elles contiennent peu d’hydrogène, l’élément le plus courant dans l’Univers, mais sont enrichies en carbone et en azote.
Au fil du temps, ces étoiles subissent une perte de masse significative. Ce phénomène est principalement dû aux vents stellaires, des flux de particules éjectés à grande vitesse depuis la surface de l’étoile. Elles finissent par exploser sous forme de supernovæ, suite à l’épuisement de leur carburant nucléaire. Le noyau résiduel de l’étoile subit alors un effondrement gravitationnel, donnant naissance à une étoile à neutrons.
Parmi les étoiles à neutrons, les magnétars se démarquent par la puissance phénoménale de leur champ magnétique. Alors que toutes les étoiles à neutrons possèdent des champs magnétiques intenses, ceux des magnétars sont littéralement hors échelle. Ces champs magnétiques titanesques sont une source d’interrogation pour les scientifiques, car ils défient la compréhension actuelle de la physique stellaire.
La clé du mystère : le magnétisme
C’est dans ce contexte que l’étoile HD 45166 est apparue comme une pièce potentiellement cruciale du puzzle. Tomer Shenar et son équipe ont entrepris d’étudier l’étoile en utilisant plusieurs installations à travers le monde. Les principales observations ont été réalisées en février 2022 à l’aide d’un instrument du télescope Canada-France-Hawaï, capable de détecter et de mesurer les champs magnétiques. L’équipe s’est également appuyée sur des données d’archives clés prises avec le spectrographe optique à longue portée alimenté par fibre (FEROS), à l’observatoire La Silla de l’ESO, au Chili.
Ils ont alors fait une découverte stupéfiante. L’étoile possède un champ magnétique incroyablement puissant, de 43 000 gauss, faisant de HD 45166 l’étoile massive la plus magnétique trouvée à ce jour. Le co-auteur Pablo Marchant, astronome à l’Institut d’astronomie de la KU Leuven en Belgique, déclare dans un communiqué : « La surface entière de l’étoile d’hélium a un champ magnétique presque 100 000 fois plus fort que celui de la Terre ».
À titre de comparaison, notre propre soleil, qui est la source de toutes les perturbations magnétiques que nous ressentons sur Terre, possède un champ magnétique modeste de seulement 1 à 2 gauss. Le champ magnétique de HD 45166 est plus de 20 000 fois plus puissant que celui du Soleil.
Cette découverte suggère que HD 45166 pourrait jouer un rôle clé dans notre quête pour comprendre la genèse des champs magnétiques des magnétars. Si les scientifiques peuvent déterminer comment une étoile comme HD 45166 a acquis un tel champ magnétique, ils pourraient être en mesure de déduire comment les magnétars développent leurs champs magnétiques, encore plus puissants.
Origine et avenir de HD 45166
L’histoire stellaire de HD 45166 reste incertaine. Bien que les étoiles soient généralement formées à partir de vastes nuages de gaz et de poussière, certaines d’entre elles, comme HD 45166, présentent des caractéristiques qui ne cadrent pas avec les modèles traditionnels de formation stellaire. Face à ces anomalies, les chercheurs sont souvent amenés à envisager des scénarios alternatifs pour expliquer leur origine.
Tomer Shenar et son équipe, après avoir étudié en profondeur HD 45166, ont avancé une hypothèse intrigante : cette étoile pourrait être le produit de la fusion de deux étoiles plus petites. Dans un tel scénario, deux étoiles en orbite l’une autour de l’autre finiraient par se rapprocher suffisamment pour fusionner en une seule entité plus massive. Ce processus de fusion pourrait avoir engendré des conditions propices à la création d’un champ magnétique exceptionnellement puissant, comme celui observé dans HD 45166, rapportent les auteurs dans un communiqué.
Dans quelques millions d’années, une période relativement courte à l’échelle cosmique, cette étoile atteindra la fin de sa vie. Elle explosera en une supernova, un événement cataclysmique qui éjectera la majeure partie de sa matière dans l’espace environnant.
Ce qui restera de l’étoile, le noyau, subira un effondrement gravitationnel. Dans ce processus, le champ magnétique déjà puissant de l’étoile sera amplifié de manière exponentielle. Les prévisions actuelles suggèrent que le champ magnétique résultant pourrait atteindre une intensité vertigineuse d’environ 100 000 milliards de gauss. Ainsi, HD 45166 pourrait finalement se transformer en un magnétar, l’un des objets les plus mystérieux et les plus magnétiques de l’Univers.
VIDÉO : Présentation de la découverte liée à HD 45166. © ESO
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