Cette semaine, La nature a publié un article qui pourrait remettre en cause la théorie de l'évolution stellaire.

"Je pense que, au cours des prochains mois, les astrophysiciens stellaires devront refaire leurs calculs, " dit Gilles Fontaine, professeur de physique à l'Université de Montréal et l'un des auteurs de l'article, intitulé "Un grand noyau dominé par l'oxygène de la cartographie sismique d'une naine blanche pulsante."

Son auteur principal est Noemi Giammichele, qui a complété son doctorat en 2016 sous la direction conjointe de Fontaine et de son collègue Pierre Bergeron, qui ont tous deux co-écrit l'article avec six autres chercheurs. L'article rend compte d'une étude des données recueillies par le télescope spatial Kepler.

"Nous avons pu cartographier l'intérieur d'une étoile naine blanche pulsante avec précision, comme si on l'avait découpé en coupes pour étudier sa composition, " dit Giammichele, actuellement post-doctorant à l'Université de Toulouse, en France. La carte montrait que les vibrations de l'étoile atteignaient parfois tout son centre.

Les naines blanches "sont le noyau des restes de près de 97% des étoiles de l'Univers, " a expliqué Robert Lamontagne, responsable des relations médias au Centre de recherche en astrophysique de l'UdeM. "Alors que les étoiles meurent lentement, se refroidissant inexorablement sous forme de naines blanches, ils connaissent des périodes d'instabilité au cours desquelles ils vibrent. Ces vibrations profondes - ou tremblements d'étoiles - sont la clé pour voir à l'intérieur même de ces vestiges stellaires."

A une distance de 1, 375 années-lumière de la Terre, la naine blanche KIC08626021 émet une lumière à peine visible par les télescopes sur Terre. Le Kepler, cependant, peut s'y concentrer sur une période prolongée, résultant en des images beaucoup plus détaillées. Parce que les chercheurs montréalais ont pu accéder au télescope spatial, les auteurs ont pu observer de près cette petite étoile – de la taille de la Terre – et ses vibrations.

Près de 300 experts dans le monde sont spécialisés dans l'étude des naines blanches. L'objectif initial de Giammichele était de vérifier une théorie sur cette dernière étape du cycle de vie d'une étoile. La théorie s'est avérée correcte, mais les observations de l'équipe ont conduit à un certain nombre de découvertes surprenantes.

Un noyau plus gros

En examinant l'étoile, situé aux confins des constellations du Cygne et de la Lyre, les chercheurs ont découvert que son noyau de carbone et d'oxygène était deux fois plus gros que la théorie l'avait prédit. "C'est une découverte majeure qui nous obligera à réévaluer notre vision de la mort des étoiles, " dit Fontaine. " Cela dit, plus de travail doit être fait pour confirmer si cette observation est vraie pour d'autres étoiles. Ce n'est peut-être qu'une anomalie."

"Nous devons essayer de reproduire ces résultats avec d'autres corps célestes avant de pouvoir tirer des conclusions, " Giammichele était d'accord. Bien que KIC08626021 ait été la première naine blanche pulsée identifiée par le télescope Kepler, environ 60 autres ont été découverts depuis, elle a ajouté. "J'ai suffisamment de données pour passer les 20 prochaines années à les analyser une par une."

Méthode révolutionnaire

Le nouvel article est le quatrième de Fontaine La nature , l'un des meilleurs magazines scientifiques au monde, et sa publication ferme un cercle dans sa carrière. En 1978, le professeur a entrevu le potentiel de déterminer la structure interne d'une naine blanche pulsante grâce à une solide compréhension de la théorie de l'évolution stellaire. "Mais il y avait encore un long chemin à parcourir, " se rappela-t-il. " D'abord, nous n'avions pas accès à des images de haute qualité car les télescopes terrestres nous donnaient des images très imprécises de ces corps. Ensuite, nous avons dû créer les outils d'analyse, les logiciels, etc. Et last but not least, nous devions trouver la bonne personne pour poursuivre cette piste."

Fontaine a félicité son ancien élève, qui a développé une approche innovante pour atteindre ses objectifs. Diplômée de Polytechnique Montréal avec une maîtrise en génie mécanique, Giammichele a appliqué à l'astrophysique les méthodes utilisées pour calculer l'aérodynamique des ailes d'avion. "Je crois que cette approche est ce qui nous a permis d'aller de l'avant, " dit Fontaine, ajoutant que cinq des autres co-auteurs ont également étudié sous lui.

Pour sa part, Giammichele est heureuse que l'un des cinq articles composant sa thèse de doctorat atteigne désormais un public plus large. "Ce que je veux faire maintenant, en ce qui concerne ma carrière, est de continuer à faire des recherches, " dit-elle. " C'est ce que j'aime le plus :trouver comment résoudre les problèmes. "