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Pourquoi le cœur des étoiles tourne-t-il moins vite que prévu ?

  • SCIENCE

The gang of rotation des étoiles will reveal a profile plus plat than the predictions. Des chercheurs ont tempté de comprendre un mécanisme clé qui en serait à l’origine, et ils pourraient bien avoir trouvé la réponse.

Au cours de leur vie, les étoiles modifient leur profil de rotation, sans que tous les mecanismes à l’origine soient formellement identifiés. C’est ce que tempt de comprendre l’astérosismologie, self-discipline qui vise à comprendre les différents modes vibratoires d’étoiles, et leur construction interne avec. Automobile si l’on connaît la plupart des processus qui se déroulent au stage des couches externes et à la floor des étoiles, leur cœur stays encore mystérieux, automobile presque unimaginable à sonder.

Les étoiles se divisent en plusieurs couches, qui varient selon leur masse. En dessous de 0.5 masse solaire, an étoile possède seulement a big zone of convection, mais au-delà, on observe à la fois a radiative zone and a convective zone.

C’est cette dernière qui permet, en théorie, de générer un champ magnétique. Lorsque le fluide en convection est cost électriquement, ses mouvements entraînent par effet dynamo la création d’une magnetosphère. Les deux s’entretiennent ensuite : le champ magnétique impose des mouvements de matière, et ces derniers alimentent la magnetosphère ! However within the radiative zones, it’s extra difficult: the switch of matter is made by photon-matter interplay, and never by motion of charged particles.

A mystérieux slowdown of the guts of the étoile

Au cours de la vie d’une étoile, they’re profil de rotation doit varier. En début de vie, alors que l’accrétion de matière n’est pas encore terminée, the rotation devrait être particulièrement rapide. Elle ralentit ensuite, pour accélérer de nouveau lorsque l’étoile a consommé ses réserves d’hydrogène pour la fusion nucléaire: le coeur se contracte et accélère sa rotation. Extra of the observations ont révélé des profils de rotation d’étoiles bien plus plats que ce que prédisent les modèles d’évolution stellaire actuals, en particulier au niveau des radiative zones.

De plus, les noyaux semblent tourner plus lentement que prévu. Une etude dans Science, Menée par des chercheurs du CNRS, de l’Inria et de l’ENS-PSL, rend compte d’une explanación doable, grâce à de nombreuses numériques simulations. Selon les chercheurs, ces profils plats recommend « l’existence d’un mecanisme puissant able to extracting the cinétique second du noyau stellaire et de supprimer la rotation différentielle au fur et à mesure de l’évolution de l’étoile ». A mechanism that’s related to stellar magnetism, et surtout aux interactions between the plasma and the magnetic shampoo.

A meilleur mélange des éléments chimiques grace à ce mécanisme

Pour s’en assurer, l’équipe a modélisé les couches radiatives d’une étoile, en tentant d’expliquer pourquoi l’effet dynamo s’y produit. Ils explicent dans l’étude that « Within the radiative zones, the existence of an motion dynamo – et du freinage qui en résulte – is tough to search out within the absence of a supply of turbulence hydrodynamique clearly identifiée, which a priori semble faire défaut within the areas à stratification steady ».

Selon eux, l’effet de Tayler-Spruit permettrait de rendre compte du phénomène, an effet seulement décrit theoriquement dans plusieurs études. Il suppose des instabilités d’un champ magnétique toroïdal impliquant des déplacements de fluide. Et leurs simulations affirm: it’s properly doable to create an impact dynamo within the couches radiatives par ce bias-là. Plus precisely, an inside magnetic shampoo is amplified by the plasma écoulements, like laminaires, simply due to the turbulence. The dynamo impact begins, or the magnetic shampoo is on amplified tour, inflicting a slowdown of the electrical present.

Le phenomène illustré permet aussi d’améliorer le transport d’éléments chimiques au sein de l’étoile, automobile il “Decelerate the rotation of the noyaux stellaires and improve the rotation of the exterior couches, améliorating the mélange of the chemical components”, clarify l’étude. Permettant ainsi de modifier la durée de vie de certaines étoiles, losque de l’hydrogène est ramené vers les couches internes pour alimenter les réactions de fusion nucléaire. Mais prouver leurs résultats par des observaciones asterosismológicas s’avérera complicé, automobile la forme du champ interné invisible le render invisible, ou plutôt, cache sous les couches extérieures !

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