Des étoiles de tous âges et de tous les masses émettent de l'énergie électromagnétique de différentes manières, et ces émissions attirent l'attention des astronomes. Chacune de ces émissions est un indice sur la façon dont les étoiles se forment, évoluent et même meurent. Les jeunes étoiles sont connues pour leur grande luminosité et leur haut niveau d'activité. Ils ont de forts vents stellaires et de puissants champs magnétiques.
L'une des caractéristiques les plus spectaculaires des jeunes stars est leurs jets. Leurs champs magnétiques puissants jouent un rôle important dans ces jets, car le matériau se déplace le long des lignes de champ magnétique. De nouvelles recherches ont révélé que les champs magnétiques autour d'une jeune étoile massive avec une caractéristique de polarisation circulaire distinctive (CP). C'est la première fois que CP est détecté autour d'une jeune star si massive.
La recherche est intitulée « Première détection de la polarisation circulaire dans le continuum radio vers une protostar massive », et est publié dans Les lettres de journal astrrophysique. L'auteur principal est Amal G. Cheriyan, un doctorat. Étudiant à l'Institut indien des sciences et technologies spatiales. Les chercheurs ont utilisé le Karl G Jansky (VLA) aux États-Unis pour observer le CP.
« Les mesures de polarisation fournissent des contraintes fortes sur les champs magnétiques dans les systèmes de formation d'étoiles », écrivent les auteurs. « Alors que les estimations du champ magnétique de quelques kg (kilogauss) ont été obtenues près des surfaces des protostars de faible masse, il n'y a pas de mesures analogues au voisinage immédiat de la surface des protostars massifs. »
Alors que tous les protostars sont scientifiquement intéressants, les protostars massifs attirent l'attention en raison des effets qu'ils ont sur leur environnement à mesure qu'ils évoluent. Leur luminosité extrême et leurs vents stellaires puissants façonnent leur environnement d'une manière que les étoiles de la masse inférieure ne font pas. Leur puissant rayonnement UV peut ioniser le milieu interstellaire, et leurs vents peuvent se tailler des bulles. Ils peuvent chauffer le gaz environnant et le rendre turbulent, ce qui inhibe la formation d'étoiles.
Les astronomes ont détecté un CP autour de protostars de faible masse, et même autour de trous noirs, mais jamais autour d'une telle protostar de masse élevée auparavant. La jeune star est nommée IRAS 18162-2048, compte environ 10 masses solaires et est à environ 5 500 années-lumière. IRAS 18162 « entraîne le plus grand jet connu, hautement collimé et le plus lumineux de notre galaxie – le jet HH 80–81 », expliquent les auteurs.
HH 80–81 est un objet Herbig-Haro, qui est créé lorsque des jets de jeunes étoiles envoient du gaz ionisé dans des nuages de gaz et de poussière à proximité dans l'ISM.
Des recherches antérieures de 2010 ont détecté des jets magnétisés provenant de HH 80–81, la première fois qu'ils ont été détectés, montrant que les protostars peuvent avoir des jets magnétisés. Cette découverte s'appuie sur cela, et c'est la première fois que des champs magnétiques sont trouvés provenant directement de la protostar elle-même. Bien que ces champs aient été détectés autour de protostars moins massifs, les trouver autour de protostars massifs comme les IRA 18162-2048 ont été difficiles.
La mesure du CP permet aux scientifiques d'estimer le champ magnétique près de la surface stellaire. « Cependant, aucune mesure analogue n'est disponible pour les protostars massifs », écrivent-ils. « Les protostars massifs – les étoiles qui évolueront pour avoir une masse plus de 8 à 10 fois celle du soleil – sont beaucoup plus difficiles à étudier. La polarisation circulaire que nous recherchons est très faible et sporadique, ce qui rend ces mesures très difficiles », explique l'auteur principal Cheriyan.
« Il s'agit de la première inférence de la force du champ magnétique en utilisant la polarisation circulaire dans les ondes radio à partir d'un protostar massif », a déclaré le professeur Sarita Vig de l'Institut indien de science et de technologie spatiale (IIST), qui a conceptualisé le travail.
Le CP a également été détecté dans des noyaux galactiques actifs. Ainsi, le détecter à des protostars massifs établit un lien entre eux, les protostars de masse inférieurs et les trous noirs.
« La détection de la polarisation circulaire est un exploit exceptionnellement rare et difficile, même dans les noyaux galactiques actifs (AGNS), où les conditions sont extrêmes, mais mieux étudiées », a déclaré le professeur Nirupam Roy de l'Institut indien des sciences (IISC).
« L'observer dans l'environnement d'une protostar massive, enterrée dans du gaz et de la poussière dense, est encore plus difficile, ce qui rend ce résultat très remarquable », a ajouté le professeur Samir Mandal de l'IIST.
Seul un petit nombre d'étoiles OB, que les IRA 18162-2048 sont en passe de devenir, ont des champs magnétiques de surface de plusieurs centaines à des milliers de Gauss. Il est possible que ces champs magnétiques soient des fossiles des étapes antérieures de la vie de la star. C'est ce qu'on appelle l'hypothèse des champs fossiles.
« Selon cette théorie, les champs magnétiques des nuages moléculaires du milieu interstellaire, et comme ces nuages subissent un effondrement gravitationnel en protostars, les champs sont à la fois advectés et amplifiés », écrivent les chercheurs dans leur article. « Ce processus peut générer des champs magnétiques jusqu'à quelques centaines de Gauss dans des étoiles massives, ce qui est cohérent avec les résultats observés. »
Toutes les étoiles ont des champs magnétiques, mais certaines étoiles ont des champs magnétiques très solides et très stables qui les distinguent. Les IRA 18162-2048 pourraient finir par devenir l'un d'entre eux. « Compte tenu de la force du champ magnétique estimé à I18162, nous supposons que I18162 pourrait être un précurseur d'une étoile magnétique massive », explique les chercheurs. En conséquence, les mesures magnétiques de cette étoile pourraient aider les astrophysiciens à contraindre et à développer leurs modèles de formation d'étoiles, même si le mécanisme exact derrière le CP n'est pas clair.
Les astrophysiciens réfléchissent depuis longtemps que les mêmes processus entraînent des jets des étoiles et des trous noirs. Cette recherche soutient cela, et est la preuve d'un mécanisme universel de lancement de jet.
