La dynamo de vélo dans l'espace : comment naissent les jets des collapsars express
Une étoile massive s'effondre et naît un trou noir entouré d'un disque de plasma surchauffé. Pour que des jets étroits s'échappent de ce disque, il faut un champ magnétique ordonné. Mais à l'intérieur de l'étoile, il est enchevêtré. Les calculs sur superordinateur ont montré que le disque fonctionne comme une dynamo de moyeu de vélo : la rotation elle-même met de l'ordre dans le champ magnétique.
Au début, le champ s'enroule en anneaux, puis, comme une dynamo auto-excitatrice, il engendre des boucles magnétiques géantes. Elles se resserrent vers le trou et projettent des jets oscillants à près de la vitesse de la lumière. Ce mécanisme n'a pas besoin d'un champ hérité d'une proto-étoile à neutrons — il est universel pour différents collapsars, l'un des types de supernovae.
Résultat inattendu : les jets se sont révélés rayés — le champ magnétique y retourne périodiquement. Ces rayures s'imprimeront dans la courbe de luminosité du sursaut gamma, devenant la « signature » de la dynamo. Ainsi, un effet discret s'est avéré être une recette simple pour les explosions les plus puissantes de l'Univers. Déjà Kip Thorne réfléchissait à la manière dont les trous noirs lancent des jets, et Fritz Zwicky fut le premier à suggérer que les étoiles à neutrons naissent dans les explosions de supernovae — désormais, ce nouveau travail relie ces phénomènes.
Le champ magnétique terrestre est également créé par un effet dynamo dans le noyau liquide — mais là, il fonctionne depuis des milliards d'années, alors que dans un collapsar, tout le processus se déroule en quelques secondes.
Si les auteurs de science-fiction imaginent des vaisseaux spatiaux avec des moteurs miracles, la nature a déjà construit ses propres accélérateurs — les jets de collapsars, qui éjectent de la matière à presque la vitesse de la lumière.