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Rendu visuel des données digitales des deux simulations, comparées à gauche au Soleil à l'échelle.
© L. Amard, A.S. Brun, A. Palacios, A. Finley
La géante Pollux est un bon exemple de ce que deviendra notre étoile et présente un champ magnétique bien plus faible que le Soleil, en dessous de 1 Gauss. Son enveloppe étendue et sa rotation très lente engendrent une dynamo différente du cas solaire. En particulier, les cellules convectives de petite échelle permettent de générer un champ magnétique comparable aux observations.
Afin de mieux comprendre le magnétisme des étoiles géantes, des scientifiques ont réalisé des simulations numériques avancées d'une étoile similaire à la géante Pollux, dans un laboratoire du CNRS Terre & Univers. Ces simulations ont mis en évidence la raison pour laquelle la dynamo dans l'enveloppe étendue de cette étoile génère des champs magnétiques 2 à 3 fois plus faibles que ceux du Soleil.
Ainsi, selon les paramètres simulés, entre 2 et 8 % de l'énergie cinétique du plasma est convertie en énergie magnétique selon la taille des cellules de convection à la source de la dynamo: de petites cellules produisent des champs plus complexes et moins intenses car la corrélation entre les structures magnétiques et convectives est plus faible aux grandes échelles.
Une découverte également notable est la possibilité que le champ magnétique de Pollux inverse sa polarité sur plusieurs années, à l'image du Soleil. Bien que ces inversions n'aient pas encore été observées, les simulations suggèrent qu'elles pourraient l'être si l'étoile était surveillée plus longtemps.
Évolution du champ magnétique intégré à la surface visible de deux des simulations en noir et rouge. La bande verte indique le domaine couvert par les valeurs observées.
© L. Amard, A.S. Brun, A. Palacios
Cette étude enrichit notre compréhension du magnétisme des étoiles géantes et ouvre de nouvelles perspectives pour la mission PLATO de l'ESA en caractérisant l'activité magnétique des étoiles et son impact sur les exoplanètes.
Références:
L. Amard et al., Understanding Post-main-sequence Stellar Magnetism: On the Origin of Pollux's Weak Surface Magnetic Field, 2024 ApJ 974 311.
Le communiqué du CEA-IRFU