Résumé
Les champs magnétiques forts se retrouvent dans plusieurs circonstances dans l’Univers : d’abord dans les étoiles et, parmi elles, les plus condensées : les étoiles à neutrons et les magnétars. Dans les étoiles à neutrons (NS), la principale source d’énergie est le champ magnétique, de l’ordre de B = 109 − 1012 G. Elles tirent leur énergie de l’accrétion, la rotation, la chaleur interne résiduelle. Une explosion de supernova de type II sur 10 000 donne une magnétar. Ces dernières ont des champs extra-ordinaires, de B = 1014 − 1015 G, à comparer aux champs B les plus forts créés par l’homme ~ 5 105 G (stationnaire) ou ~ 107 G (pendant quelques millisecondes). Il existe aussi des champs forts près des noyaux actifs de galaxies, et même au centre de notre Voie lactée, où les lignes de champ sont tracées par de fins filaments d’émission synchrotron. Dans les galaxies spirales, les ondes de densité produisent des chocs qui renforcent le champ B, le long des bras. L’amplitude du champ peut être mesurée par le degré de polarisation du rayonnement et la rotation Faraday. Le champ magnétique est responsable de la collimation des jets radio. La polarisation transverse qui y est mesurée montre que la structure du champ B est hélicoïdale : certainement le disque d’accrétion d’où est issu le jet imprime sa rotation aux lignes de champ B, gelées dans le disque. On peut considérer le jet radio comme un câble coaxial, où le courant passe dans un sens au centre, puis dans le sens opposé dans la gaine autour. Pour les AGN, le courant se dirige vers le noyau à l’échelle du parsec. Les noyaux actifs sont de véritables batteries cosmiques. Ils pourraient ainsi créer des champs et les propager à tout l’espace par les jets. Dans les amas de galaxies, les fusions créent des chocs qui ré-accélèrent les électrons relativistes : ce sont les reliques radio. Le champ magnétique à grande échelle reste confiné dans les filaments cosmiques de la toile, comme l’indiquent la trajectoire des rayons cosmiques de haute énergie. Son amplitude est contrainte par les photons du CMB. L’origine du champ cosmique pourrait être l’inflation, ou bien grâce à la batterie de Biermann pendant la réionisation. Celle-ci crée de forts gradients de densité et de température, qui produisent des courants, et donc des champs par effet dynamo. L’instabilité de Weibel, due à des courants contraires, pourrait aussi contribuer à ce phénomène.
