Les champs magnétiques sont produits par un mécanisme dynamo à l’intérieur des étoiles et émergent à travers la surface jusqu’à l’atmosphère extérieure, où ils génèrent des orages magnétiques stellaires, des flux de rayonnement énergétique et régissent la force des vents de plasma qui s’échappent. L’étude de ces champs magnétiques peut faire la lumière sur la crise de la quarantaine stellaire – un passage soudain à une phase de faible activité et l’existence de phases inactives telles que le minimum de Maunder où pratiquement aucune tache solaire n’est observée sur le Soleil. Crédit : NASA / GSFC / Observatoire de la dynamique solaire
Les étoiles d’âge moyen peuvent connaître leur propre type de crise de la quarantaine, connaissant des interruptions dramatiques de leur activité et de leur taux de rotation à peu près au même âge que notre Soleil, selon une nouvelle recherche publiée aujourd’hui dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres. L’étude fournit un nouveau fondement théorique pour la rupture inexpliquée des techniques établies pour mesurer les âges des étoiles au-delà de leur âge moyen, et la transition des étoiles de type solaire vers un avenir magnétiquement inactif.
Les astronomes savent depuis longtemps que les étoiles subissent un processus connu sous le nom de “freinage magnétique‘ : un flux constant de particules chargées, connu sous le nom de vent solaire, s’échappe de l’étoile au fil du temps, emportant de petites quantités de moment angulaire de l’étoile. Ce drainage lent amène des étoiles comme notre Soleil à ralentir progressivement leur rotation sur des milliards d’années.
À son tour, la rotation plus lente entraîne des champs magnétiques altérés et une activité stellaire moindre – le nombre de taches solaires, d’éruptions, d’explosions et de phénomènes similaires dans l’atmosphère des étoiles, qui sont intrinsèquement liés à la force de leurs champs magnétiques.
Cette diminution de l’activité et du taux de rotation au fil du temps devrait être régulière et prévisible en raison de la perte progressive du moment angulaire. L’idée a donné naissance à l’outil connu sous le nom de ‘gyrochronologie stellaire‘, qui a été largement utilisé au cours des deux dernières décennies pour estimer l’âge d’une étoile à partir de sa période de rotation.
Vue d’artiste de l’intérieur en rotation d’une étoile, générant le champ magnétique stellaire. Cette image combine une simulation dynamo de l’intérieur du Soleil avec des observations de l’atmosphère extérieure du Soleil, où les tempêtes et les vents de plasma sont générés. Crédit : CESSI / IISER Calcutta / NASA-SVS / ESA / SOHO-LASCO
Cependant, des observations récentes indiquent que cette relation intime s’effondre vers l’âge mûr. Le nouveau travail, réalisé par Bindesh Tripathi, le professeur Dibyendu Nandy et le professeur Soumitro Banerjee de l’Institut indien d’enseignement et de recherche scientifiques (IISER) de Kolkata, en Inde, fournit une nouvelle explication à cette mystérieuse maladie.
À l’aide de modèles dynamo de génération de champ magnétique dans les étoiles, l’équipe montre qu’à environ l’âge du Soleil, le mécanisme de génération de champ magnétique des étoiles devient soudainement sous-critique ou moins efficace. Cela permet aux étoiles d’exister dans deux états d’activité distincts – un mode de faible activité et un mode actif. Une étoile d’âge moyen comme le Soleil peut souvent passer en mode de faible activité, ce qui réduit considérablement les pertes de moment angulaire par les vents stellaires magnétisés.
Le professeur Nandy commente : « Cette hypothèse de dynamos magnétiques sous-critiques d’étoiles de type solaire fournit une base physique cohérente et unificatrice pour une diversité de phénomènes solaires-stellaires, tels que la raison pour laquelle les étoiles au-delà de leur milieu de vie ne ralentissent pas aussi rapidement. comme dans leur jeunesse, la rupture des relations gyrochronologiques stellaires et des découvertes récentes suggérant que le Soleil pourrait être en train de passer à un avenir magnétiquement inactif.
Le nouveau travail fournit des informations clés sur l’existence d’épisodes de faible activité dans l’histoire récente du Soleil, connus sous le nom de grands minima, où pratiquement aucune tache solaire n’est observée. Le plus connu d’entre eux est peut-être le Minimum de Maunder vers 1645 à 1715, alors que très peu de taches solaires ont été observées.
L’équipe espère que cela fera également la lumière sur des observations récentes indiquant que le Soleil est comparativement inactif, avec des implications cruciales pour l’avenir potentiel à long terme de notre propre voisin stellaire.
Référence : « Crise de la mi-vie stellaire : dynamos magnétiques sous-critiques des étoiles de type solaire et effondrement de la gyrochronologie » par Bindesh Tripathi, Dibyendu Nandy, Soumitro Banerjee, 28 juillet 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
DOI : 10.1093/mnrasl/dalle035
