Au moins un quart de toutes les naines blanches finissent par devenir des magnétars, les champs magnétiques sont donc une partie importante de la physique des naines blanches. La nouvelle idée, le résultat d’une analyse d’un échantillon modeste de naines blanches, fournit la meilleure preuve à ce jour d’une corrélation entre la fréquence magnétique et l’âge des naines blanches. Cela peut aider à expliquer l’origine et l’évolution des champs magnétiques.
Plus de 90 % des étoiles de la Voie lactée finissent leur vie en tant que naines blanches. Bien que de nombreuses planètes aient un champ magnétique, quand il est apparu à la surface de la planète, s’il a évolué pendant la phase de refroidissement de la naine blanche, et surtout, quel est le mécanisme qui produit le champ magnétique, reste inconnu.
Les observations astronomiques ont souvent de forts biais. Comme les naines blanches sont des étoiles mourantes, elles se refroidissent et s’affaiblissent avec le temps. En conséquence, les observations ont tendance à étudier les naines blanches les plus brillantes, qui sont relativement plus chaudes et plus jeunes. Il y a un effet plus subtil et contre-intuitif, cependant, que les naines blanches plus grandes sont moins massives que les naines blanches plus petites en raison de leur état dégénéré. Étant donné que les naines blanches plus petites sont également plus faibles, les observations scientifiques favorisent également les étoiles moins massives.
En conséquence, les observations qui sélectionnent des cibles en fonction de leur luminosité et de leur taille ont tendance à se concentrer sur des étoiles plus jeunes et moins massives, ignorant complètement les naines blanches plus anciennes.
Un problème est que la plupart des observations d’ondelettes sont faites avec des techniques spectroscopiques qui ne sont sensibles qu’aux champs magnétiques les plus forts, de sorte qu’une grande partie de l’ondelette magnétique ne peut pas être identifiée. La spectroscopie polarimétrique est plus de deux ordres de grandeur plus sensible aux champs magnétiques que la spectroscopie. La polarimétrie spectrale a démontré que les champs faibles ne peuvent pas être détectés par des techniques spectroscopiques et sont en fait courants chez les naines blanches.
Pour une enquête complète sur la polarisation spectrale, S. de l’Observatoire d’Armagh, Royaume-Uni. Bagnulo et J.D., Université Western Ontario, Canada. Landstreet a sélectionné toutes les naines blanches à moins de 20 parsecs (1 parsec équivaut à environ 3,26 années-lumière) du Soleil observé par la sonde Gaia de l’ESA. Environ les deux tiers de l’échantillon, soit environ 100 naines blanches, n’ont pas été observés auparavant, et aucune donnée n’est disponible dans la littérature. L’équipe a donc utilisé le spectrographe et le polarimètre ISIS sur le télescope William Herschel (WHT), et des instruments similaires sur d’autres télescopes pour les observer.
Ils ont découvert que les champs magnétiques sont très rares dans les premiers stades de la vie d’une naine blanche, lorsque l’intérieur de l’étoile ne produit plus d’énergie et commence une phase de refroidissement. Par conséquent, le champ magnétique ne semble pas être une caractéristique d’une naine blanche au début de sa “naissance”. Le plus souvent, une signature magnétique est créée ou amenée à la surface de l’étoile pendant la phase de refroidissement de la naine blanche.
Ils ont également découvert que le champ magnétique de la naine blanche ne présentait aucun signe significatif de perte ohmique, ce qui suggère à nouveau que ces champs ont été créés pendant la phase de refroidissement, ou du moins ont continué à apparaître à la surface de l’étoile à mesure que la naine blanche vieillissait.
Non seulement la fréquence du champ magnétique augmente avec l’âge de l’étoile naine blanche, mais la fréquence du champ magnétique est également liée à la masse de l’étoile, le champ magnétique apparaissant plus fréquemment après que le noyau carbone-oxygène de l’étoile commence à se cristalliser. Le mécanisme de la dynamo peut expliquer les champs magnétiques les plus faibles observés chez les naines blanches, et des travaux récents ont montré que les mêmes mécanismes peuvent générer des champs magnétiques plus forts que prévu à l’origine.
Par exemple, entraîné par la “dynamo centrale”, le processus de convection continue du fer métallique en fusion dans le noyau externe du noyau terrestre forme le champ magnétique terrestre. La force du champ géomagnétique généré par le mécanisme de la dynamo centrale est d’environ 1 Gauss. En revanche, le mécanisme de la dynamo peut expliquer des champs allant jusqu’à 100 000 intensités gaussiennes, mais des champs allant jusqu’à des centaines de millions de gaussiennes sont observés chez les naines blanches. De plus, le mécanisme de la dynamo nécessite une rotation rapide, ce qui n’est généralement pas le cas chez les naines blanches. Les auteurs disent que d’autres études théoriques et observationnelles sont nécessaires pour clarifier cette situation.
