Ces étoiles sœurs naissent presque avec le même axe de rotation

Grâce au satellite Kepler, des astrophysiciens ont pu étudier des étoiles situées dans de vieux amas ouverts. Ils ont découvert qu’un nombre anormalement élevé de ces étoiles avaient des axes de rotation presque parallèles. Cela contredit les modèles classiques de naissance des étoiles.

Tout comme son cousin européen (le défunt CoRot), le satellite Kepler n’est pas seulement en mesure de chasser les exoplanètes par la méthode des transits. Il peut aussi être utilisé pour faire de l’astérosismologie, c’est-à-dire pour étudier les mouvements sismiques (aussi appelés « oscillations ») des étoiles.

En effet, les étoiles sont des boules de plasma autogravitant. Elles sont donc susceptibles d’être parcourues par des ondes pouvant être analysées comme des combinaisons de modes propres d’oscillations. Il en est d’ailleurs de même pour la Terre, qui peut se comporter comme un corps élastique vibrant en réponse à des ondes sismiques. (Les caractéristiques de ces ondes nous permettent de voir des structures à l’intérieur de la Terre et d’en déterminer la composition. C’est de cette manière, par exemple, que la Danoise Inge Lehmann a découvert la graine de la Terre.)

Les astrophysiciens entreprirent donc, il y a des dizaines d’années, d’appliquer l’équivalent de la sismologie de leurs collègues géophysiciens (qui, après tout, étudient un astre, la Terre) aux étoiles. Ce fut d’abord le cas avec l’étoile la plus proche de la Terre, le Soleil, ce qui, tout naturellement, donna naissance à l’héliosismologie.

Télescope Kepler

Télescope Kepler

Cette discipline fut ensuite appliquée aux autres étoiles. Avec le satellite Kepler, il est en effet possible d’observer les courbes de variation de la luminosité des étoiles, courbes qui sont affectées par les vibrations des étoiles. Tout comme l’étude du son permet de déterminer la forme et la composition de l’instrument qui l’a émis, l’étude de ces courbes de lumière nous permet, par exemple, de déterminer sous quel angle est vue une étoile en rotation et, donc, de connaître l’orientation de son axe de rotation.

Tout comme son cousin européen (le défunt CoRot), le satellite Kepler n’est pas seulement en mesure de chasser les exoplanètes par la méthode des transits. Il peut aussi être utilisé pour faire de l’astérosismologie, c’est-à-dire pour étudier les mouvements sismiques (aussi appelés « oscillations ») des étoiles.

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En effet, les étoiles sont des boules de plasma autogravitant. Elles sont donc susceptibles d’être parcourues par des ondes pouvant être analysées comme des combinaisons de modes propres d’oscillations. Il en est d’ailleurs de même pour la Terre, qui peut se comporter comme un corps élastique vibrant en réponse à des ondes sismiques. (Les caractéristiques de ces ondes nous permettent de voir des structures à l’intérieur de la Terre et d’en déterminer la composition. C’est de cette manière, par exemple, que la Danoise Inge Lehmann a découvert la graine de la Terre.)

Les astrophysiciens entreprirent donc, il y a des dizaines d’années, d’appliquer l’équivalent de la sismologie de leurs collègues géophysiciens (qui, après tout, étudient un astre, la Terre) aux étoiles. Ce fut d’abord le cas avec l’étoile la plus proche de la Terre, le Soleil, ce qui, tout naturellement, donna naissance à l’héliosismologie.

Cette discipline fut ensuite appliquée aux autres étoiles. Avec le satellite Kepler, il est en effet possible d’observer les courbes de variation de la luminosité des étoiles, courbes qui sont affectées par les vibrations des étoiles. Tout comme l’étude du son permet de déterminer la forme et la composition de l’instrument qui l’a émis, l’étude de ces courbes de lumière nous permet, par exemple, de déterminer sous quel angle est vue une étoile en rotation et, donc, de connaître l’orientation de son axe de rotation.

La découverte de Kepler, qui semble plus solide, nous renseigne sur ce qui peut se passer dans les nuages qui vont devenir des pouponnières d’étoiles. Des informations importantes car les observations sont difficiles dans ces nuages : ils sont opaques dans le visible. Seules des mesures dans l’infrarouge, comme c’était le cas par exemple avec le satellite Herschel, permettent d’y voir littéralement plus clair dans les processus de formation stellaire, qui sont encore mal compris. Toutes les données obtenues ainsi sont précieuses ; il est possible de les comparer à des simulations numériques de plus en plus puissantes, permises par les superordinateurs modernes.

Alignement axes rotation étoiles

Un résumé de la découverte des chercheurs en ce qui concerne l’alignement des axes de rotation des étoiles (Source : E. Corsaro).

De fait, c’est ce que vient de faire une équipe de recherche internationale, incluant le CEA, le CNRS et l’université Grenoble-Alpes, avec les données de Kepler concernant NGC 6791 et NGC 6819. Les résultats de leur travail viennent d’être publiés dans Nature Astronomy.

Pour accorder les données et les simulations (voir aussi le séminaire de Enrico Corsaro, astrophysicien au CEA), il semble que les alignements des axes de rotation ne soient possibles que lorsqu’au moins 50 % de l’énergie totale d’un nuage moléculaire en train de former un amas ouvert est sous forme d’énergie cinétique de rotation globale. En outre, seules les étoiles contenant au moins 0,7 masse solaire naîtraient avec des axes de rotation alignés, ou peu s’en faut. Dans les cas contraires, la turbulence dans le proto-amas ouvert va effectivement disperser les moments cinétiques des étoiles.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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