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Altaïr : première image de la surface d’une étoile de type solaire

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C'est probablement l'une des plus belles performances de l'astronomie par interférométrie. Une équipe d'astronomes de l'Université du Michigan vient de fournir la première image de la surface d'une étoile de type solaire. Il s'agit de l'étoile Altaïr, dans la constellation de l'Aigle, dont de précédentes études avaient montré qu'elle tournait si vite sur elle-même qu'elle adoptait une forme ellipsoïdale.

Crédit: Zina Deretsky

A gauche un modèle théorique d'Altaïr, à droite l'image obtenue. Crédit: Ming Zhao (University of Michigan)

C'est une performance remarquable qui vient d'être obtenue en utilisant la puissante technique d'observation astronomique par interférométrie. Le signal enregistré par 4 des 6 télescopes du Mont Wilson utilisés par les chercheurs de CHARA le Center for High Angular Resolution Astronomy de la Georgia State University's a été combiné et traité par ordinateur pour fournir des images équivalentes à celles d'un immense télescope, large comme 3 terrain de Football et 100 fois plus puissant que Hubble.

La lumière infra-rouge collectée par chaque télescope a en effet été  transportée par des tubes sous vide pour rejoindre le dispositif MIRC (Michigan Infrared Combiner) construit par l'Université du Michigan. Ce qui a permit à l'équipe dirigée par John Monnier et son thésard Ming Zhao d'observer les détails de la surface d'Altaïr, malgré une distance un million de fois supérieure à celle séparant la Terre du Soleil. On avait déjà obtenu des images de la surface d'étoiles géantes mais dans le cas d'Altaïr, sa taille est tout juste deux fois celle du Soleil.

Les astrophysiciens peuvent donc tester certaines théories sur la structure des étoiles bien mieux qu'auparavant. Des théoriciens comme Poincaré et Chandrasekhar ont en particulier beaucoup étudié les formes que peuvent prendre des masses fluides en rotation, sous l'effet combiné de leur propre force de gravitation et de la force centrifuge. La sphère aplatie, dont le diamètre est plus grand à l'équateur qu'au pôle est bien sûr la forme qui vient immédiatement à l'esprit mais des cas plus complexes, et même surprenants sont possibles.

Comme toujours, la réalité s'est trouvée être plus complexe que ce que les chercheurs avaient imaginé. En 1924, un des pionniers des théories de la structure stellaire, Hugo von Zeipel, avait prédit que dans le cas d'une étoile en rotation, son équateur serait moins brillant que ses pôles.
C'est facile à comprendre, la forme ovale que peut alors prendre une étoile augmente la distance que doit parcourir la lumière, produite dans le cœur de l'étoile, pour rejoindre l'équateur. Le trajet étant plus important, l'absorption causée par l'opacité des couches de l'étoile sera plus grande.

Altaïr tourne 60 fois plus vite sur elle-même que le Soleil et l'effet d'assombrissement prédit par von Zeipel était bien au rendez-vous...sauf qu'il est plus important qu'il ne devrait l'être ! Les théoriciens doivent donc revoir leur copie.

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