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    Les intérieurs des étoiles

    Une illustration des modes de vibration dans le Soleil. Les astronomes ont utilisé la mission TESS pour étudier pour la première fois les oscillations stellaires dans les étoiles de masse intermédiaire. Crédit :Kosovichev et al., Structure et rotation de l'intérieur solaire :premiers résultats du programme MDI Medium-L

    L'intérieur des étoiles est en grande partie des régions mystérieuses parce qu'elles sont si difficiles à observer directement. Notre manque de compréhension des processus physiques là-bas, comme la rotation et le mélange de gaz chauds, introduit une ambiguïté considérable sur la façon dont les étoiles brillent et comment elles évoluent. Oscillations stellaires, détecté par les fluctuations de luminosité, offrent un moyen de sonder ces régions souterraines. Dans le soleil, ces vibrations sont dues aux ondes de pression générées par la turbulence dans ses couches supérieures (les couches dominées par les mouvements convectifs des gaz). L'héliosismologie est le nom donné à l'étude de ces oscillations du Soleil, et l'astrosismologie est le terme utilisé pour d'autres étoiles.

    Les astronomes ont depuis longtemps détecté de fortes variations de luminosité dans d'autres étoiles, par exemple la classe d'étoiles variables céphéides utilisées pour calibrer l'échelle de distance cosmique, mais le petit, les oscillations de type solaire entraînées par la convection près de la surface de l'étoile sont beaucoup plus difficiles à voir. Au cours des dernières décennies, les télescopes spatiaux ont appliqué avec succès l'astrosismologie aux étoiles de type solaire couvrant de nombreuses étapes de la vie stellaire. L'astronome de CfA Dave Latham était membre d'une grande équipe d'astronomes qui ont utilisé les nouveaux ensembles de données TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) pour étudier l'intérieur de la classe d'étoiles de masse intermédiaire connue sous le nom d'étoiles δ Sct et γ Dor. Ces étoiles sont plus massives que le Soleil mais pas assez grandes pour brûler très rapidement leur carburant hydrogène et mourir en supernovae. Les pulsations résultent généralement principalement de l'un des deux processus, ceux dominés par la pression (où la pression du gaz restaure les perturbations) ou par la gravité (où la flottabilité le fait). Dans ces étoiles de masse intermédiaire, ces deux processus peuvent être importants, avec des pulsations ayant des périodes typiques d'environ six heures environ. La complexité des processus combinés, entre autres, fait que ces étoiles de masse intermédiaire viennent dans un véritable zoo de types de variabilité, et cette variété offre aux astronomes plus de moyens de tester des modèles d'intérieurs stellaires.

    Les astronomes ont analysé les données TESS sur 117 de ces étoiles à l'aide d'observations prises toutes les deux minutes; des distances précises aux étoiles (et donc des luminosités précises) ont été obtenues à partir des mesures du satellite Gaia. L'équipe a pu pour la première fois tester et affiner avec succès des modèles de pulsation pour ces étoiles. Ils ont trouvé, par exemple, que le mélange de gaz dans l'enveloppe extérieure joue un rôle important. Ils ont également repéré de nombreux pulsateurs à haute fréquence, identifiant ainsi des cibles prometteuses pour de futures études. Pas des moindres, ils ont montré que la mission TESS a un potentiel sans précédent non seulement pour étudier les exoplanètes, mais aussi pour améliorer notre compréhension des étoiles de masse intermédiaire.


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