L'un des défis de longue date de l'astronomie stellaire est d'expliquer pourquoi les étoiles tournent si lentement. Pour expliquer ce freinage en rotation, les astronomes ont invoqué une interaction entre le champ magnétique de l'étoile en formation et le disque d'accrétion en formation. Cette interaction ralentirait l'étoile permettant un nouvel effondrement. Cette explication a maintenant plus de 40 ans, mais comment a-t-elle résisté en vieillissant?
L'un des plus grands défis pour tester cette théorie est de faire des prédictions directement testables. Jusqu'à très récemment, les astronomes n'étaient pas en mesure d'observer directement les disques circumstellaires autour des étoiles nouvellement formées. Pour contourner ce problème, les astronomes ont utilisé des relevés statistiques, recherchant indirectement la présence de ces disques. Étant donné que les disques de poussière seront chauffés par l'étoile en formation, les systèmes avec ces disques auront une émission supplémentaire dans la partie infrarouge des spectres. Selon la théorie du freinage magnétique, les jeunes étoiles avec des disques devraient tourner plus lentement que celles sans. Cette prédiction a été confirmée en 1993 par une équipe d'astronomes dirigée par Suzan Edwards à l'Université du Massachusetts à Amherst. De nombreuses autres études ont confirmé ces résultats généraux mais ont ajouté une couche supplémentaire à l'image; les étoiles sont ralenties par leurs disques sur une période d'environ 8 jours, mais au fur et à mesure que les disques se dissipent, les étoiles continuent de s'effondrer et tournent jusqu'à une période de 1 à 2 jours.
Une autre découverte intéressante de ces études est que les effets semblent être les plus prononcés pour les étoiles de masse supérieure. Lorsque des études similaires ont été menées sur de jeunes étoiles dans les nébuleuses d'Orion et d'Eagle, les chercheurs ont constaté qu'il n'y avait pas de distinction nette entre les étoiles avec ou sans disques pour les étoiles de faible masse. De telles découvertes ont amené les astronomes à se demander à quel point le freinage à disque magnétique est universel.
L'une des autres informations avec lesquelles les astronomes pouvaient travailler était la réalisation vers 1970 qu'il y avait une nette division des vitesses de rotation entre les étoiles de masse élevée et celles de masse inférieure autour de la classe spectrale F. Ce phénomène avait été anticipé près d'une décennie plus tôt quand Evry Schatzman a proposé que le vent stellaire interagisse avec le propre champ magnétique de l'étoile pour créer une traînée. Étant donné que ces dernières étoiles de classe spectrale avaient tendance à avoir des champs magnétiques plus actifs, l'effet de freinage serait plus important pour ces étoiles.
Ainsi, les astronomes ont maintenant deux effets qui pourraient servir à ralentir les taux de rotation des étoiles. Compte tenu des preuves théoriques et observationnelles solides de chacun, ils étaient probablement tous les deux «corrects», de sorte que la question est devenue dominante dans quelles circonstances. Cette question est celle avec laquelle les astronomes ont encore du mal.
Pour aider à répondre à la question, les astronomes devront mieux comprendre dans quelle mesure chaque effet est à l'œuvre dans des étoiles individuelles au lieu de simplement effectuer des relevés de population importants, mais il est difficile de le faire. La principale méthode utilisée pour examiner le verrouillage du disque consiste à examiner si le bord intérieur du disque est similaire au rayon auquel un objet sur une orbite Keplarian aurait une vitesse angulaire similaire à l'étoile. Si c'est le cas, cela impliquerait que l'étoile est entièrement verrouillée avec le bord intérieur du disque. Cependant, mesurer ces deux valeurs est plus facile à dire qu'à faire. Pour comparer les valeurs, les astronomes doivent construire des milliers de modèles d'étoiles / disques potentiels contre lesquels comparer les observations.
Dans un article récent, des astronomes ont utilisé cette technique sur IC 348, un jeune amas ouvert. Leur analyse a montré que ~ 70% des étoiles étaient magnétiquement verrouillées avec le disque. Cependant, les 30% restants étaient soupçonnés d'avoir des rayons internes du disque au-delà de la portée du champ magnétique et donc indisponibles pour le freinage à disque. Cependant, ces résultats sont quelque peu ambigus. Bien que le grand nombre d'étoiles liées à leurs disques soutienne le freinage à disque en tant que composante importante de l'évolution rotationnelle des étoiles, il ne fait pas de distinction s'il s'agit actuellement d'une caractéristique dominante. Comme indiqué précédemment, de nombreuses étoiles pourraient être en train d'évaporer les disques, permettant à l'étoile de tourner à nouveau. On ne sait pas non plus si les 30% d'étoiles sans preuve de verrouillage du disque ont été verrouillées dans le passé.
Une recherche comme celle-ci n'est qu'une pièce d'un puzzle plus grand. Bien que ses détails ne soient pas entièrement étoffés, il est évident que ces effets de freinage magnétique, à la fois avec les disques et les vents stellaires, jouent un effet significatif sur le ralentissement de la vitesse angulaire des étoiles. Cela va tout à fait à l'encontre de l'affirmation créationniste fréquente selon laquelle «[c] e n'est aucun processus mécanique connu qui pourrait accomplir [sic] ce transfert d'élan».
