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Les champs magnétiques galactiques, une énigme tenace

ActualitéClassé sous :Astronomie , champ magnétique galaxies , effet dynamo

L'origine du champ magnétique des galaxies est généralement attribuée à un effet dynamo analogue à celui produisant le champ terrestre. De nouvelles observations réalisées à l'aide du Very Large Telescope (VLT) au Chili montrent que ce n'est peut-être pas le cas. Mais l'explication définitive tarde à se construire...

Une carte des intensités du champ magnétique dans une galaxie. Crédit : Max-Planck-Institut für Radioastronomie

De la même manière qu'Auguste Comte s'était complètement trompé au XXième siècle en prédisant que l'on ne connaîtrait jamais la température et la composition des astres faute de ne pouvoir y aller, un astrophysicien qui aurait affirmé que les champs magnétiques d'autres galaxies resteraient éternellement inobservables aurait vu son opinion fermement démentie par l'utilisation de l'effet Faraday. Grâce à lui, nous pouvons détecter et mesurer l'intensité d'un champ magnétique dans les espaces interstellaires, et même intergalactiques, simplement en observant les changements de polarisation sur la lumière quand elle traverse un tel champ.

C'est ainsi qu'il y a presque 60 ans, on découvrit l'existence d'un champ magnétique à l'échelle de la Voie Lactée puis, rapidement, dans les autres galaxies. Bien évidemment, les astrophysiciens ne tardèrent pas à proposer des explications pour l'existence de tels champs.

La solution la plus couramment adoptée, mais établie sans grande conviction ni bases observationnelles vraiment convaincantes, est celle d'une lente formation à partir de l'effet dynamo dans le plasma conducteur interstellaire. Mais d'autres théories ont été proposées, comme celle d'un champ magnétique primordial dans le cadre des solutions cosmologiques anisotropes des équations d'Einstein couplées à des fluides et aux équations de Maxwell.

Des champs trop forts

De façon intéressante, la théorie des cordes, et notamment celle du pré-Big-Bang de Veneziano-Damour-Gasperini, implique naturellement la création tôt dans l’histoire de l’Univers de champs magnétiques à l'échelle des galaxies et même au-delà. Toutes ces théories spéculatives sont cependant aujourd'hui laissées de côté mais il faudra peut-être y revenir si l'on en croit les travaux aujourd'hui publiés dans Nature par un groupe d'astronomes parmi lesquels Simon Lilly, professeur à l'Institut d'astronomie de la célèbre ETH de Zurich où enseignèrent Einstein, Weyl et Pauli.

Les astronomes ont étudié la propagation de la lumière émise par 76 quasars lorsque l'Univers n'avait qu'un tiers de son âge actuel qui est, rappelons-le, de 13,7 milliards d'années. A partir des raies d'absorption du magnésium et de l'effet combiné des champs magnétiques des galaxies s'interposant entre ces quasars et nous, il a été possible de conclure que même dans un passé lointain, les champs magnétiques des galaxies étaient déjà forts. Leur valeur serait comparable à celle du champ de notre Voie Lactée, c'est-à-dire 10 microgauss environ, soit un million de fois plus faible que la force du champ magnétique terrestre.

Une telle valeur est en contradiction avec une amplification lente au cours du temps de faibles champs magnétiques par un effet dynamo. Soit ce n'est pas le mécanisme à l'origine des champs galactiques, soit celui-ci doit être révisé pour s'appliquer aux galaxies...

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