Interaction entre la force magnétique et la gravité dans la formation massive d’étoiles

Interaction entre la force magnétique et la gravité dans la formation massive d'étoiles
Région de formation d'étoiles massives du champ magnétique IRAS 18089-1732

Champ magnétique dans la région de formation d’étoiles massives IRAS 18089-1732 révélé par ALMA. Les couleurs représentent l’intensité des ondes radio et les lignes représentent la distribution des lignes de champ magnétique révélées par les observations de polarisation d’ALMA. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Sanhueza et al.

Le champ magnétique fait partie de l’une des quatre forces fondamentales de la nature. Elle joue un rôle essentiel dans la vie quotidienne, de la production d’électricité dans les centrales hydroélectriques au diagnostic des maladies en médecine. Historiquement, le champ magnétique terrestre servait de boussole aux voyageurs avant que la technologie moderne ne soit disponible. De manière cruciale pour la vie, le champ magnétique de la Terre agit comme un bouclier nous protégeant des particules chargées émanant du Soleil, qui sont accélérées par le champ magnétique du Soleil. Le retrait de ce bouclier éteindrait très probablement la vie sur Terre. Il n’est donc pas surprenant que les champs magnétiques jouent également un rôle exceptionnel loin de nous, en dehors du système solaire.

Le Soleil est né dans un nuage de poussière et de gaz il y a environ 5 milliards d’années, et les champs magnétiques ont peut-être contrôlé sa naissance. En effet, les scientifiques débattent encore de la manière dont les champs magnétiques affectent le processus de formation des étoiles. Parmi toutes les étoiles, la formation des plus massives est encore entourée d’incertitude. Pendant des années, les scientifiques ont cru que le champ magnétique jouait un rôle essentiel dans le processus de formation des étoiles de grande masse. Mais ils n’avaient qu’un nombre limité de preuves d’observation pour prouver ou réfuter cette théorie.

Une équipe dirigée par Patricio Sanhueza de l’Observatoire astronomique national du Japon a utilisé ALMA pour s’attaquer à ce problème de longue date. Ils ont observé une source appelée IRAS 18089-1732, une région de formation d’étoiles de masse élevée à 7600 années-lumière, trouvant un champ magnétique bien organisé qui ressemble à un “tourbillon” en spirale. Contrairement à leurs prédictions, cependant, le champ magnétique semble dépassé par une autre des quatre forces fondamentales de la nature, la gravité.

« Dans ces environnements extrêmes, la gravité peut façonner la morphologie du gaz et dominer le bilan énergétique », explique Sanhueza. Ils ont en outre découvert que les lignes de champ magnétique sont tordues à cause de l’immense afflux gravitationnel de gaz.

La contribution mineure du champ magnétique les a pris par surprise puisqu’ils ont déjà trouvé des preuves de champs magnétiques puissants dans un environnement de formation d’étoiles similaire. Cette découverte d’ALMA révèle la diversité dans laquelle se forment les étoiles de grande masse, concluant, de manière quelque peu inattendue, que les étoiles de grande masse peuvent naître dans des environnements fortement ou faiblement magnétisés, « ressentant » l’interaction entre différentes forces comme nous l’expérimentons ici sur Terre.

Ces résultats d’observation ont été présentés comme Patricio Sanhueza et al. « Champ magnétique entraîné par la gravité à des échelles ∼1000 au dans la formation d’étoiles de grande masse » dans le Lettres de revues astrophysiques le 30 juin 2021.

Référence : “Gravity-driven Magnetic Field at ∼1000 au Scales in High-mass Star Formation” par Patricio Sanhueza, Josep Miquel Girart, Marco Padovani, Daniele Galli, Charles LH Hull, Qizhou Zhang, Paulo Cortes, Ian W. Stephens, Manuel Fernández-López, James M. Jackson, Pau Frau, Patrick M. Koch, Benjamin Wu, Luis A. Zapata, Fernando Olguin, Xing Lu, Andrea Silva, Ya-Wen Tang, Takeshi Sakai, Andrés E. Guzmán, Ken’ichi Tatematsu, Fumitaka Nakamura et Huei-Ru Vivien Chen, 30 juin 2021, Lettres de revues astrophysiques.
DOI : 10.3847 / 2041-8213 / ac081c

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