Renversement dans le monde des étoiles:
le champ magnétique de tau Bootis bascule!

Les étoiles comme le Soleil cachent sous leur surface un impressionnant mécanisme : leur champ magnétique. Ces champs magnétiques ressemblent à ceux de simples aimants, si ce n'est qu'ils se retournent régulièrement en échangeant leurs pôles nord et sud, tous les 11 ans environ dans le cas du Soleil. Pour la première fois, une équipe internationale d'astrophysiciens1, menée par des chercheurs du CNRS, vient de surprendre une autre étoile - tau Bootis A - en train de faire sa galipette magnétique. Pour tau Bootis A, cette bascule magnétique semble être plus fréquente que pour le Soleil. La planète géante en orbite rasante qu'elle héberge est-elle à l'origine de cet emballement? Cette découverte, publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, devrait nous aider à mieux comprendre le mécanisme des cycles magnétiques dans les étoiles comme le Soleil.
L'étoile tau Bootis dans la constellation du Bouvier (© Philippe Durville)

Les étoiles comme le Soleil ne sont pas les astres doux et discrets que suggère leur rassurante scintillation. Elles sont souvent animées d'une activité trépidante et parées d'une couronne aux arches impressionnantes, que l'on peut admirer lors des éclipses totales dans le cas du Soleil. Ces manifestations tempétueuses sont dues à la présence d'un champ magnétique, qui ressemble à celui d'un aimant et que la couronne visualise comme la limaille de fer pour un aimant. Les aimants stellaires sont produits par un mécanisme complexe - impliquant à la fois la rotation de l'étoile sur elle-même et les bouillonnements de matière qui règnent sous la surface - similaire à celui qui produit le champ magnétique terrestre. C'est cet aimant qui donne le rythme au Soleil. Tous les 11 ans, l'aimant bascule et échange ses pôles nord et sud: c'est le cycle magnétique du Soleil. On pense même qu'à plus long terme, ce champ magnétique est capable d'influencer le climat terrestre et qu'il a pu contribuer au petit âge glaciaire pendant le moyen-âge.
Les étoiles similaires au Soleil possèdent aussi des aimants basculants. Mais jusqu'à récemment, il était difficile d'étudier ce phénomène sur d'autres étoiles que le Soleil, faute de moyen d'observation approprié. En mesurant directement le champ magnétique de ces étoiles, une équipe internationale d'astrophysiciens1, conduite par JF Donati (LATT / Observatoire Midi-Pyrénées / CNRS / Université Paul Sabatier) et C Moutou (LAM / Observatoire Astronomique de Marseille-Provence / CNRS / Université de Provence), vient de surprendre l'étoile tau Bootis A en train d'accomplir sa bascule magnétique. Pour cette découverte, ils ont utilisé deux instruments jumeaux baptisés ESPaDOnS2 au Télescope Canada-France-Hawaii3, et NARVAL4 au Télescope Bernard-Lyot5 du Pic du Midi. Les arches magnétiques qu'ils reconstruisent à la surface de tau Bootis A sont aussi relativement complexes.

Vue d'artiste de tau Bootis A avec son aimant basculant et sa planete géante (© image de Karen Teramura, University of Hawaii, Institute for Astronomy)
Légèrement plus chaude et 20% plus massive que le Soleil, tau Bootis A est aisément visible à l'oeil nu dans la constellation du Bouvier, et n'est distante du Soleil que de 51 années-lumière. Ce qui la rend encore plus intéressante, c'est qu'elle possède une planète géante en orbite rasante. Cette planète est même si proche de l'étoile et si massive (environ 6.5 fois plus massive que Jupiter pour une distance orbitale 20 fois plus faible que la Terre autour du Soleil) qu'elle a apparemment contraint la surface de l'étoile, par le biais des forces de marées, à tourner à son propre rythme orbital - en 3 jours environ, soit près de 10 fois plus vite que le Soleil.
Si JF Donati, C Moutou et leurs collègues ont pu surprendre tau Bootis A en plein renversement magnétique, ce n'est probablement pas qu'une question de chance: il semblerait que cette étoile accomplit ses bascules beaucoup plus souvent que le Soleil, si bien que les chercheurs s'interrogent sur le rôle que joue la planète géante sur le rythme des saisons magnétiques de l'étoile. Il est clair que dorénavant, tau Bootis A va concentrer les regards des télescopes pour permettre aux astronomes de ne rater aucun des futurs épisodes de la série - ce qui leur permettra aussi, à terme, de mieux comprendre comment fonctionne la machine magnétique du Soleil et des étoiles.

Contacts presse en France:
à Toulouse: Jean-François Donati, Lab d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes, Obs Midi-Pyrénées. Tel: 0561332917, email: donati[AT]ast.obs-mip.fr.
à Marseille: Claire Moutou, Lab d'Astrophysique de Marseille, Obs Astronomique Marseille Provence. Tel: 0491055966, email: claire.moutou[AT]oamp.fr.

Lien vers le communiqué de presse CNRS
[1] Cette équipe comprend: JF Donati (Observatoire Midi-Pyrenees/LATT, CNRS/UPS, France), C Moutou (Observatoire Marseille-Provence/LAM, CNRS/UMP, France), R Farès (Observatoire Midi-Pyrenees/LATT, CNRS/UPS, France), D. Bohlender (National Research Council of Canada, Canada), M Deleuil (Observatoire Marseille-Provence/LAM, CNRS/UMP, France), C Catala (Observatoire Paris-Meudon/LESIA, CNRS/UP7, France), E Shkolnik (University of Hawaii, USA), A.C. Cameron (University of StAndrews, UK), M.M. Jardine (University of StAndrews, UK) and G.A.H. Walker (University of Victoria, Canada)
[2] ESPaDOnS a été financé par la France (CNRS/INSU, Ministère de la Recherche, LATT, Observatoire Midi-Pyrénées, Laboratoire d'Etudes Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique, Observatoire de Paris-Meudon), le Canada (NSERC), le CFHT et l'ESA (ESTEC/RSSD). La première lumière d'ESPaDOnS au TCFH a été obtenue le 2 Sept 2004.
[3] Le fonctionnement du TCFH est financé par le Canada (NRC/CNRC), la France (CNRS/INSU) et l'Université d'Hawaii.
[4] NARVAL a été financé par la Région Midi-Pyrénées, le Ministère de la Recherche, le conseil Général des Hautes Pyrénées, l'Union Européenne (FEDER) et le CNRS/INSU. La première lumière a été obtenue le 13 Nov 2006.
[5] Le Télescope Bernard Lyot (TBL) est financé par le CNRS/INSU.