Pourquoi le cœur des étoiles tourne moins vite que prévu

1 Au cours de la vie d’une étoile, son cœur connaît parfois des phases de contraction. De la même manière qu’en patinage artistique, ramener les bras contre le corps augmente la vitesse de rotation, on s’attendait à ce que le cœur des astres tourne plus rapidement que leur enveloppe. Pourtant, les vitesses de rotation mesurées sont bien moins hétérogènes qu’attendues. L’une des principales hypothèses pour expliquer cette contradiction implique des champs magnétiques particuliers qui n’ont, toutefois, jamais été observés dans les étoiles, et dont le mécanisme de formation n’avait jamais pu être reproduit numériquement jusqu’ici.

2 Ludovic Petitdemange, de l’observatoire de Paris, a réussi, avec des collègues, à faire apparaître de tels champs dans des simulations numériques. Le mécanisme décrit par les chercheurs repose sur l’amplification, dans les profondeurs d’une étoile, d’un champ magnétique initialement faible. Le champ magnétique (en blanc sur l’image) accentue des mouvements turbulents du plasma (en bleu sur l’image) qui, eux-mêmes, amplifient le champ magnétique. La matière ainsi perturbée ralentit le cœur, en transmettant son énergie de rotation vers la périphérie de l’étoile. Ce mécanisme, bien qu’amorcé par une rotation différentielle, se maintient par l’interaction du champ magnétique avec les turbulences, ce qui explique l’absence quasi totale de rotation différentielle dans les mesures.

3 Qu’un mécanisme suffisant soit désormais connu n’implique pas nécessairement qu’il est en effet à l’œuvre dans les astres. Une preuve définitive serait l’observation directe de ces champs magnétiques, encore invisibles à l’heure actuelle.

De puissants champs magnétiques seraient à l’origine de l’absence de rotation différentielle dans les étoiles. En blanc : le champ magnétique simulé par les chercheurs. En bleu : les perturbations de plasma induites par le champ magnétique.