Archéologie magnétique : de nouveaux modèles relient les champs des naines blanches à leurs prédécesseurs géants

Une équipe internationale de chercheurs, dirigée par des spécialistes de l’Institut des sciences et technologies d'Autriche (ISTA), a présenté des modèles théoriques établissant pour la première fois un lien direct entre les champs magnétiques enregistrés à la surface des naines blanches et ceux détectés dans les noyaux de leurs ancêtres, les géantes rouges. Les résultats de cette étude, publiés dans la revue « Astronomy & Astrophysics » au début de l'année 2026, viennent confirmer le concept de « champs fossiles », selon lequel les champs magnétiques se forment aux premiers stades de la vie stellaire et persistent tout au long de l'évolution ultérieure de l'astre.

Intitulés « Archéologie magnétique des naines blanches », ces travaux, dont l'étudiant en doctorat Lukas Einramhof et la professeure adjointe Lisa Bugnet de l'ISTA sont les figures de proue, s'appuient sur des données d'astérosismologie pour calibrer leurs calculs. Cette avancée est cruciale pour comprendre les processus d'évolution stellaire, y compris l'avenir lointain de notre Soleil, qui est actuellement une étoile de la séquence principale âgée de 4,6 milliards d'années. Les mesures astérosismiques, qui étudient les oscillations de luminosité provoquées par des ondes acoustiques et gravitationnelles, ont apporté la preuve de l'existence de champs magnétiques intenses dans les profondeurs radiatives des géantes rouges.

Puisqu'une naine blanche représente le noyau mis à nu d'une géante rouge ayant expulsé ses couches externes, cette nouvelle étude parvient à faire correspondre les intensités de champ mesurées dans les noyaux des géantes avec celles prédites pour les naines blanches magnétisées. Cela renforce la théorie du « champ fossile » comme explication plausible du magnétisme stellaire. Les simulations menées par l'équipe, notamment pour une étoile d'une masse de 1,5 fois celle du Soleil, ont révélé que les champs liés au noyau convectif lors de la séquence principale seraient trop profondément « enfouis » dans le noyau pendant la phase de géante rouge pour correspondre aux champs observés chez les naines blanches.

Les calculs démontrent que si le champ a été créé dans le noyau lors de la séquence principale ou s'il a rempli le noyau radiatif à mesure que l'étoile évoluait sur la branche des géantes rouges, alors les intensités de champ mesurées, associées à la couche de combustion de l'hydrogène chez les géantes rouges, concordent avec les amplitudes des champs des naines blanches magnétisées. Les simulations suggèrent également que les champs magnétiques pourraient subsister sous forme de structures en couches, où l'intensité du champ en périphérie dépasse celle du centre, même après l'expulsion des enveloppes externes.

L'une des principales questions en suspens concerne l'éventuelle présence d'un champ magnétique dans le noyau actuel du Soleil, alors que les modèles standards supposent souvent le contraire. Une magnétisation du noyau solaire pourrait modifier les prévisions sur sa longévité, en permettant potentiellement à l'étoile de transporter de l'hydrogène vers son noyau interne, prolongeant ainsi sa durée de vie. L'étude de l'ISTA, partiellement financée par le Conseil européen de la recherche, apporte un éclairage nouveau sur la « mémoire magnétique » des étoiles, reliant leur passé à leur présent tout au long de leur cycle de vie.