À l'instar du Soleil, les autres étoiles possèdent-elles un champ magnétique ? Depuis les années cinquante, les astronomes ont appris que certaines catégories d'astres produisent effectivement quelque chose de comparable à la force qui oriente l'aiguille des boussoles terriennes. Mais jamais ils n'ont pu analyser le détail du phénomène. Installé sur le télescope Canada-France-Hawaii, l'instrument Espadons (pour Echelle Spectropolarimetric Device for the Observation of Stars), conçu et réalisé par l'équipe de Jean-François Donati, du Laboratoire d'astrophysique de Toulouse-Tarbes (LATT)¹, devait changer la donne. Deux ans après sa mise en service, en septembre 2004, ses responsables ont dressé un premier bilan de ses activités. Sa conclusion ? Les observations réalisées à l'aide de ce «spectropolarimètre»² sont en passe de bouleverser les connaissances du domaine !

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© M. M Jardine, J.-F. Donati

Simulation du réseau complexe de lignes de champ magnétique récemment découvert à la surface de l'étoile massive Tau Scorpii grâce à l'instrument Espadons.

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Cartographier le champ magnétique d'une étoile avec pour seul indice son scintillement n'est pas chose aisée. Les chercheurs n'y arrivent véritablement que pour le Soleil tout proche.

Pour ce qui concerne cet astre, ils peuvent en effet s'appuyer astucieusement sur une propriété de la lumière qu'il émet : son spectre présente des raies d'émission aux longueurs d'onde correspondant aux éléments chimiques de son atmosphère. Or, les physiciens le savent depuis le XIXe siècle, la présence d'un champ magnétique dédouble ces « bandes » et les polarise, c'est-à-dire modifie la vibration lumineuse : c'est l'effet Zeeman. Un phénomène qui permit en 1908 à l'astronome américain George Hale de démontrer que les taches sombres qui maculent la surface du Soleil abritent en fait un champ magnétique.

Problème : « Utilisée telle quelle sur des objets très éloignés comme les étoiles, cette loi de l'électromagnétisme ne permet d'accéder qu'à une évaluation très générale du champ, explique Jean-François Donati. En gros, son intensité et sa direction moyenne. » Bien insuffisant pour les scientifiques qui auraient aujourd'hui besoin de connaître l'ampleur et l'orientation de ce magnétisme « en chaque point de la surface du corps céleste observé ». Afin, par exemple, de pouvoir déterminer si celui-ci est produit de la même façon que celui de notre Soleil. D'où l'intérêt d'Espadons, ce spectropolarimètre dont un second exemplaire baptisé Narval vient d'être installé à l'observatoire du Pic du Midi. En effet, il permet d'arracher toutes ces informations à un astre en relevant, le temps d'une circonvolution, les taches visibles à sa surface et les perturbations provoquées par l'effet Zeeman sur sa lumière. De précieuses données, qui ont d'ores et déjà mis à mal certaines des théories des chercheurs sur les « naines rouges », les astres massifs et les « disques d'accrétion », ces étonnantes étoiles en gestation.

Vahé Ter Minassian