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Les étoiles vieillissantes tournent plus vite sur elles-mêmes qu'estimé à ce jour

Illustration montrant une étoile qui tourne sur elle-même.

Les étoiles à un stade d'évolution semblable à celui du Soleil, ou plus âgées, tournent plus vite que ce que prédisaient les théories du freinage magnétique.

Photo : Université de Birmingham/Mark Garlick

Radio-Canada

Les étoiles tournent plus vite sur elles-mêmes lorsqu'elles vieillissent que ne le prévoyait la théorie du freinage magnétique admise jusqu’à aujourd’hui, confirment les travaux d’une équipe internationale pilotée par des scientifiques de l'Université de Birmingham au Royaume-Uni.

Les chercheurs en sont venus à cette conclusion en combinant de nouvelles techniques d'astérosismologie et les données recueillies avec le télescope spatial Kepler.

Toutes les étoiles, comme notre Soleil, tournent sur elles-mêmes dès leur naissance. Puis, à mesure qu'elles vieillissent, leur rotation est censée ralentir en raison des vents magnétiques selon un processus appelé freinage magnétique.

Repères

  • Une étoile est une boule géante de gaz chaud.
  • Dans le noyau des étoiles, les atomes se soudent grâce à une réaction physique appelée fusion nucléaire.
  • Cette fusion libère d'énormes quantités d'énergie sous forme de lumière et de chaleur.
  • La plupart des étoiles sont entourées de planètes.
  • L'Univers comprendrait plus de 200 milliards de galaxies, qui renferment elles-mêmes des milliards d'étoiles.
  • Il existe de nombreux types d'étoiles. Le Soleil est une naine jaune typique.

Des travaux publiés en 2016 par des scientifiques américains des observatoires Carnegie ont apporté les premières preuves que des étoiles à un stade de vie similaire à celui du Soleil tournaient plus vite que ne le prévoyait cette théorie du freinage magnétique.

Les résultats obtenus à l’époque reposent sur une technique qui permet aux scientifiques de repérer les taches sombres à la surface des étoiles et de les suivre dans leur mouvement de rotation.

Si la méthode s'est avérée fiable pour mesurer le tournoiement des étoiles plus jeunes, elle s’est avérée moins efficace pour les étoiles plus anciennes qui présentent moins de taches stellaires, ce qui rend les effets de ce freinage plus faibles et donc plus difficiles à confirmer.

Une nouvelle technique

Pour mieux calculer le tournoiement des vieilles étoiles, l’astronome Oliver J. Hall et ses collègues ont utilisé une approche différente en utilisant une technique récente appelée astérosismologie.

Ce domaine d'étude relativement nouveau permet aux scientifiques de mesurer les oscillations provoquées par les ondes sonores piégées à l'intérieur de l'étoile, expliquent les chercheurs dans un communiqué publié par l’université.

Ainsi, en mesurant les différentes caractéristiques de ces ondes, les scientifiques peuvent révéler différentes caractéristiques des étoiles, telles que leur taille ou leur âge.

On peut comparer ce phénomène au son de deux ambulances immobiles sur un rond-point par rapport à celui qu'elles émettent si elles tournent en rond. En mesurant ces fréquences, il est possible de calculer le taux de rotation des jeunes et des vieilles étoiles, expliquent les auteurs de ces travaux publiés dans la revue Nature Astronomy (Nouvelle fenêtre) (en anglais).

Les chercheurs ont donc analysé les oscillations causées par des ondes sonores piégées dans 92 étoiles de tous âges pour en déduire leur vitesse de rotation.

Bien que nous soupçonnions depuis un certain temps que les vieilles étoiles tournent plus vite que ce que prévoient les théories du freinage magnétique, ces nouvelles données astérosismiques sont les plus convaincantes à ce jour pour montrer que c’est effectivement le cas, ajoute Oliver J. Hall.

Selon les chercheurs, des changements dans le champ magnétique d’une étoile pourraient être la cause de changement de vitesse.

Les chercheurs veulent maintenant comprendre comment le champ magnétique interagit avec la rotation d’une étoile.

Notre étoile, le Soleil

Nos résultats pourraient également permettre de mieux cerner l'activité de notre Soleil au cours des prochains milliards d'années, et des vents solaires qu'il produit, note Guy Davies, coauteur de l'étude.

Une éruption solaire.

Une éruption solaire moyenne survenue en juillet 2017.

Photo : Reuters / NASA

Il faut noter que ces vents peuvent, lors d'importantes éruptions solaires, se révéler particulièrement dangereux pour les satellites et les installations électriques.

L’observatoire spatial européen PLATO, qui doit être lancé en 2026, étudiera l’interaction complexe entre le vent, le champ magnétique et la rotation des étoiles à l’aide de la technique d’astérosismologie.

Soleil 101

  • Notre étoile est née il y a 4,5 milliards d'années et serait au milieu de son évolution.
  • Le Soleil est de taille moyenne pour une étoile de type naine jaune qui représente environ 10 % de celles qui peuplent la Voie lactée.
  • La plupart des astrophysiciens s'entendent pour dire qu'il s'est formé par l'effondrement d'une nébuleuse sous l'effet des ondes produites par une ou plusieurs supernovae (explosion d'une étoile).
  • Le Soleil est tellement gros qu'il faudrait 109 planètes de la taille de la Terre pour remplir son diamètre, et plus de 1,3 million pour en combler l'intérieur.
  • Il pèse pas moins de 2000 trillions de trillions de tonnes. Cela représente environ 330 000 fois le poids de la Terre.
  • À lui seul, le Soleil représente plus de 99 % de la masse du système solaire.

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