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CoRoT inaugure une nouvelle ère pour l’astérosismologie des étoiles évoluées

Par Stephane Charpinet - 8/06/2010

 

En mars 2010, le satellite CoRoT a, pour la première fois, scruté les variations de luminosité d’une étoile pulsante évoluée, KPD 0629-0016. Ces observations ont permis de mesurer avec précision les caractéristiques de multiples modes de gravité à l’origine des variations dans cette étoile. Cette avancée importante obtenue grâce à CoRoT, et qui préfigure d’autres résultats issus d’instruments spatiaux, ouvre la voie vers un sondage des régions les plus profondes de ces étoiles par l’astérosismologie.

 

Les pulsations stellaires, comparables à des tremblements d’étoiles, offrent des possibilités remarquables pour sonder des régions internes inaccessibles à l’observation directe. Ce domaine porte le nom d’astérosismologie. Certaines étoiles présentent notamment une activité sismique générant des modes de gravité (ou modes g) dont la capacité à se propager en profondeur permet d’accéder au coeur même des étoiles, le lieu où la fournaise thermonucléaire est à la source de leur éclat.

En mars 2010, CoRoT1 à suivi pendant un peu moins d’un mois les variations de brillance d’une étoile pulsante évoluée, KPD 0629-0016, pour révéler avec précision ses propriétés d’oscillation en modes g. Deux douzaines de modes, dont les périodes sont comprises entre 42 minutes et 3 heures, ont ainsi été détectées. Ces données spatiales constituent une percée significative dans le domaine en permettant, pour la première fois, d’obtenir des mesures fiables caractérisant un nombre important de modes g dans ce type d’étoile. Cela ouvre la voie vers un sondage sismique de leur structure profonde.


llustration 1 : Transformée de Fourier des données CoRoT obtenues pour KPD 0629-0016 (partie supérieure de la figure). Les pics indiquent la présence de fréquences d’oscillation correspondant à des ondes de gravité (modes g). Le signal reconstruit à partir des fréquences identifiées est représenté tête-bêche et le résidu ne contenant plus que le bruit (estimé à 57 ppm) est illustré au bas de la figure.

KPD 0629-0016 est un astre compact et chaud, moitié moins massif que le Soleil pour seulement 1/125 ème de son volume (soit un cinquième du rayon solaire). Elle appartient à une phase avancée de l’évolution stellaire et son coeur est constitué d’hélium se transformant peu à peu en carbone et oxygène sous l’action des réactions de fusion thermonucléaire. La plupart des étoiles (environ 97 %), comme le Soleil, vont, après épuisement de leurs réserves d’hydrogène en leur centre, évoluer en géante rouge, puis entâmer une phase de brûlage de l’hélium. C’est précisément à ce stade que se trouve KPD 0629-0016. Le coeur de cette étoile et de ses semblables est représentatif des coeurs d’hélium en fusion associés à cette étape de la vie des étoiles. La possibilité d’en étudier les contours, la structure et la dynamique grâce à l’astérosismologie basée sur les modes g est donc très intéressante pour mieux comprendre la physique en jeu et l’évolution des coeurs stellaires au cours des phases antérieures.

C’est donc une ère nouvelle qui s’ouvre pour l’astérosismologie des étoiles évoluées grâce aux données obtenues depuis l’espace.

Ce résultat fait l’objet d’une Lettre à Astronomy & Astrophysics.

"CoRoT opens a new era in hot B subdwarf asteroseismology. Detection of multiple g-mode oscillations in KPD 0629-0016", Charpinet S., Green, E.M., Baglin, A., Van Grootel, V., Fontaine, G., Vauclair, G., Chaintreuil, S., Weiss, W.W., Michel, E., Auvergne, M., Catala, M., Samadi, R., & Baudin, F., 2010, A&A Letters, in press. 


Contacts :

Dr. Stéphane Charpinet & Dr. Valérie Van Grootel

Laboratoire d’Astrophysique de Toulouse – Tarbes, Université de Toulouse / CNRS, France.

Courriel : stephane.charpinet@ast.obs-mip.fr ou valerie.vangrootel@ast.obs-mip.fr


1 La mission spatiale CoRoT (COvection, ROtation et Transits planétaires), lancée le 27 décembre 2006, a été développée et est opérée par le CNES, avec la contribution de l’Autriche, de la Belgique, du Brésil, de l’ESA, de l’Allemagne et de l’Espagne.


 

 

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