Des chercheurs de Columbia ont découvert que les champs magnétiques à travers l’univers peuvent provenir d’un plasma turbulent. Leur étude démontre que ces plasmas, présents dans divers environnements, peuvent créer et amplifier spontanément des champs magnétiques, révélant ainsi le processus par lequel les champs magnétiques peuvent s’étendre sur d’immenses distances.
La source des champs magnétiques a longtemps été débattue. De nouvelles recherches offrent des indices sur leurs origines.
Il n’y a pas que votre réfrigérateur qui est doté d’aimants. La terre, les étoiles, les galaxies et l’espace entre les galaxies sont également magnétisés. Plus les scientifiques ont recherché des champs magnétiques dans l’univers, plus ils les ont trouvés. Mais la question de savoir pourquoi et d’où proviennent ces champs magnétiques reste un mystère et un sujet de recherche scientifique en cours.
Le champ magnétique de la galaxie Whirlpool (M51), capturé par l’observatoire volant stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) de la NASA, superposé à une image de la galaxie du télescope Hubble. L’image montre des images infrarouges de grains de poussière dans la galaxie M51. Leur orientation magnétique suit en grande partie la forme spirale de la galaxie, mais elle est également tirée en direction de la galaxie voisine située à droite du cadre. Crédit : NASA, équipe scientifique SOFIA, A. Borlaff ; NASA, ESA, S. Beckwith (STScI) et Hubble Heritage Team (STScI/AURA)
Aperçu des origines du champ magnétique
Un nouveau document de recherche rédigé par des scientifiques de Columbia offre un aperçu de la source de ces champs. L’équipe de recherche a utilisé des modèles pour montrer que des champs magnétiques peuvent apparaître spontanément dans des conditions turbulentes. plasma.
Le plasma est un type de matière que l’on trouve souvent dans des environnements ultra-chauds comme celui proche de la surface du soleil, mais le plasma est également dispersé à travers l’univers dans des environnements de faible densité, comme l’espace expansif entre les galaxies ; les recherches de l’équipe se sont concentrées sur ces environnements à faible densité.
Leurs simulations ont montré qu’en plus de générer de nouveaux champs magnétiques, la turbulence de ces plasmas peut également amplifier les champs magnétiques une fois générés. Cela permet d’expliquer comment les champs magnétiques qui naissent à petite échelle peuvent parfois éventuellement s’étendre sur de vastes distances.
Une image composite illustrant la naissance et la croissance des champs magnétiques dans les plasmas turbulents, depuis les champs faibles à petite échelle (en haut à gauche) jusqu’aux champs forts à grande échelle (en bas à droite). Crédit : Université de Columbia
« Cette nouvelle recherche nous permet d’imaginer les types d’espaces où naissent les champs magnétiques : même dans les espaces les plus vierges, les plus vastes et les plus reculés de notre univers, des particules de plasma en mouvement turbulent peuvent spontanément donner naissance à de nouveaux champs magnétiques », Sironi dit.
« La recherche de la « graine » capable de semer un nouveau champ magnétique a été longue, et nous sommes ravis d’apporter de nouvelles preuves de cette source originale, ainsi que des données sur la façon dont un champ magnétique, une fois né, peut se développer.
L’article a été rédigé par le professeur d’astronomie Lorenzo Sironi, le chercheur en astronomie Luca Comisso et le doctorant en astronomie Ryan Golant.
