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Les séismes des étoiles brillamment mis en évidence par Corot

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Avec son extrême sensibilité en photométrie, le satellite Corot traque les exoplanètes mais n'oublie pas sa mission première : la sismologie stellaire. Pendant des mois, ce télescope très spécial a minutieusement suivi la luminosité de trois étoiles, semblables au Soleil, et a pu en ausculter la structure interne.

Granulation en surface du Soleil, comparée à la surface de l’Europe. Crédit : Observatoire du Pic du Midi

Voilà de long mois que HD499933, HD181420 et HD181906 sont sous la surveillance de Corot (Convection, Rotation et Transits planétaires), en orbite depuis le 27 décembre 2006. La description qui vient d'en être faite, publiée dans la revue Nature, montre tout l'intérêt de cet instrument très particulier. Le satellite Corot s'est fait connaître médiatiquement par la découverte d'exoplanètes mais sa vraie spécialité est la sismologie stellaire, consistant à détecter les ondes sismiques qui parcourt la surfaces des étoiles et qui, comme sur Terre, dévoilent des informations sur la structure interne.

L'équipe de l'Esa a choisi trois étoiles proches du Soleil, non par la distance (les instruments hypersensibles de Corot auraient été aveuglés par des voisines) mais par les caractéristiques. Les observations ont donc facilement pu être comparées à celles du pionnier de la sismologie stellaire, le satellite Soho (Solar and Heliospheric Observatory), qui, lui, regarde le Soleil. Tournant avec la Terre mais pas autour d'elle, cet observatoire est positionné au point de Lagrange L1 à une distance de 1,5 million de kilomètres de notre planète depuis février 1996. La meilleure connaissance de l'atmosphère et de la physique du Soleil qu'il a apportée a ouvert les voies de recherches aujourd'hui empruntées par Corot pour les étoiles.

Légèrement plus chaudes que le Soleil, HD499933, HD181420 et HD181906 présentent les mêmes caractéristiques physiques générales. Un examen attentif des données photométriques transmises par Corot a permis de distinguer des oscillations impossibles à discerner depuis la Terre en raison de l'agitation atmosphérique.

Courbes de lumière des 3 étoiles observées par Corot. Crédit : Lesia

De belles perspectives d’avenir

« Ces oscillations sont des déformations périodiques de la structure de l'étoile et leur signature photométrique est une variation extrêmement faible de la luminosité de l'étoile », explique Eric Michel, du Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation en astrophysique (Lesia), qui ajoute que l'analyse des courbes de luminosité met en évidence la présence de pulsations de type solaire, avec des peignes de fréquences à l'allure caractéristique (voir la figure).

En outre, la surface de ces trois étoiles présente une granulation, semblable à celle du Soleil et provoquée par le mouvement de convection. Celui-ci fait apparaître des grains brillants composés de plasma chaud ascendant entourés de zones plus sombres correspondant au plasma moins chaud et descendant.

Ces observations constituent une grande première pour les astronomes, car ces caractéristiques n'avaient jamais été mises en évidence sur d'autres étoiles que le Soleil, et ne sont accessibles à l'instrumentation que depuis l'orbite terrestre, au-delà de l'atmosphère.

Les astronomes vont à présent analyser les courbes de lumière dans leurs moindres détails, car elles reflètent exactement ce qui se passe à l'intérieur de chaque étoile examinée. « Grâce à la précision des résultats obtenus avec Corot en photométrie, nous allons en apprendre davantage sur la dynamique de l'enveloppe des étoiles, une région encore mal connue », prédit Eric Michel.

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