Les vieilles étoiles tournent plus vite qu’on ne le pensait

Une étude parue dans Nature Astronomy tend à prouver que les étoiles de taille et d'âge similaires à notre Soleil tournent plus vite en vieillissant.

Publication 12 mai 2021 à 15:14 CEST
Un signal radio inexpliqué en provenance des environs de Proxima Centauri, l’étoile la plus proche du Soleil, ...

Un signal radio inexpliqué en provenance des environs de Proxima Centauri, l’étoile la plus proche du Soleil, a récemment été détecté par le radiotélescope de Parkes. Situé en Nouvelle-Galles du Sud, en Australie, l’observatoire a pour opérateur la Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation (Organisation de recherche scientifique et industrielle du Commonwealth).

Photographie de A. Cherney, CSIRO

Une équipe internationale d’astrophysiciens, comptant des membres du CEA de Paris-Saclay et du Laboratoire dynamique des étoiles, des exoplanètes et de leur environnement (LDE3) a démontré que les étoiles les plus anciennes tournaient plus vite sur elles-mêmes lorsqu’elles vieillissaient.

Ces travaux réalisés grâce aux techniques d’astérosismologie, se basant sur l’étude des ondes sismiques qui se propagent à l’intérieur des astres, et l’héliosismologie lorsqu’il s’agit du Soleil, ont permis aux chercheurs de confirmer cette hypothèse. Les résultats sont consultables en accès libre sur arXiv.

COMPRENDRE : Les étoiles

Toutes les étoiles tournent sur elles-mêmes dès leur naissance. Puis, à mesure qu'elles vieillissent, leur rotation est censée être ralentie par des vents magnétiques : c'est ce que l'on appelle le freinage magnétique.

En 2016, des travaux de recherche basés sur le télescope spatial Kepler, aujourd’hui inactif, avaient conduit à l’énonciation d’une loi reliant la vitesse de rotation des étoiles à leur âge. Les scientifiques de l’observatoire Carnegie ont apporté les premières preuves que des étoiles de taille et d'âge similaires à notre Soleil tournaient plus vite que ne le prévoyait la théorie du freinage magnétique.  

L’ancien satellite Kepler a grandement contribué à l’apport en données astérosismologiques. À l'époque, les résultats étaient obtenus en suivant une méthode qui permettait aux scientifiques de repérer les taches sombres à la surface des étoiles et de les suivre dans leur mouvement de rotation.

 

L’ASTÉROSISMOLOGIE OU SISMOLOGIE STELLAIRE

Cette pratique récente de l’astrophysique se développe depuis quelques années en se basant sur les expériences héliosismologiques.

Pour mieux déterminer la vitesse de tournoiement des vieilles étoiles, l’astronome Olivier J. Hall et ses collègues ont utilisé une technique de recensement appelée astérosismologie. Cette pratique permet de mesurer les oscillations provoquées par les ondes sonores « captives » au sein même des étoiles. Un peu comme dans la caisse de résonance d'un instrument de musique, il y a des mouvements d'ondes à l’intérieur des étoiles. Le principe réside sur la reconstitution de la taille, de la forme, la composition et l'étude de l’ensemble des fréquences et amplitudes contenues dans les sons qu’un corps stellaire peut émettre. Ces ondes sonores se propagent à l’intérieur des étoiles et forment des variations de lumière en surface.

En étudiant la structure interne avec le noyau radiatif d’une étoile, entouré d’une enveloppe convective, les chercheurs ont décelé des vibrations à l’intérieur des géantes rouges. Avec le temps, lorsque l’étoile évolue, le cœur de l’étoile se contracte intensément, ce qui crée l’expansion de l’étoile qui tourne de plus en plus vite. 

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