ANR IMAGINE :"Investigating Magnetism of Intermediate-mass and massive stars"

IRAP (Toulouse), LESIA (Paris)

01/10/2013 - 30/09/2017

Vers une vision cohérente du magnétisme des étoiles massives et de masse intermédiaire

Comprendre le magnétisme des étoiles massives et de masse intermédiaire est essentiel pour la théorie de l'évolution stellaire. Les champs magnétiques sont en effet connus pour jouer un rôle fondamental dans les processus de transport dont la modélisation doit permettre d'améliorer les modèles d'étoile. Pourtant, jusqu'à récemment, seuls quelques étoiles massives et une faible (5%) proportion d'étoile de masse-intermédiaire étaient identifiées comme magnétiques. Le paradigme actuel, la théorie du champ fossille, qui décrit ce magnétisme comme issu d'une phase précoce de la vie de l'étoile, laisse de nombreuses questions en suspend, comme par exemple celle de la faible proportion d'étoiles magnétiques, et en pratique il ne fournit aucune contrainte pour les modèles d'évolution stellaire. Récemment, de nouveaux indices ont été apportés par une nouvelle génération de spectropolarimètres. D'abord, la même proportion de forts champs magnétiques a été trouvée parmi les étoiles massives suggérant une origine commune aux champs des étoiles massives et de masse intermédiaire. Puis, une limite inférieure aux champs magnétiques des étoiles de masse intermédiaire, un désert magnétique et finalement un nouveau type de magnétisme infra-Gauss ont été découverts. En partant de ces résultats, notre objectif est de combiner travaux théoriques et observationnels afin de fournir une vision cohérente du magnétisme des étoiles massives et de masse intermédiaire. Nous suivrons en particulier l'idée selon laquelle la dichotomie observée entre champs forts et champs faibles est due à une bifurcation entre configurations magnétiques stables et instables dans une étoile en rotation différentielle.

Modèles et observations

D'une part, nous effectuons et analysons des observations spectropolarimétriques de champs magnétiques fossiles pour étudier la dépendance de la limite inférieure de leur champ dépend des propriétés de l'étoile en particulier la rotation et la masse. La stabilité des configurations magnétiques à grande échelle dans une étoile en rotation différentielle est étudiée par des simulations numériques dans le but de reproduire quantitativement le champ minimum observé et le désert magnétique. D'autre part, nous cherchons et caractérisons les champs magnétiques faibles de type Vega parmi les étoiles massives et de masse intermédiaire.

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Ce schéma illustre la dichotomie du magnétisme des étoiles de masse-intermédiaire entre les champs forts des étoiles Ap/Bp et des champs très faibles détectés sur quelques étoiles brillantes (Lignières et al. 2014).