La mission Gaia révèle le passé et l'avenir du soleil
Vue d'artiste de quelques voies évolutives possibles pour des étoiles de différentes masses initiales. Certaines proto-étoiles, les naines brunes, ne deviennent jamais assez chaudes pour s'enflammer en étoiles à part entière, et se refroidissent simplement et disparaissent. Les naines rouges, le type d'étoile le plus courant, continuent de brûler jusqu'à ce qu'elles aient transformé tout leur hydrogène en hélium, se transformant en une naine blanche. Les étoiles semblables au soleil se transforment en géantes rouges avant de gonfler leurs coquilles extérieures en une nébuleuse colorée tandis que leurs noyaux s'effondrent en une naine blanche. Les étoiles les plus massives s'effondrent brusquement une fois qu'elles ont brûlé leur carburant, déclenchant une explosion de supernova ou un sursaut gamma, et laissant derrière elles une étoile à neutrons ou un trou noir. Crédit :ESA
Nous souhaitons tous parfois pouvoir voir dans l'avenir. Désormais, grâce aux toutes dernières données de la mission Gaia de cartographie des étoiles de l'ESA, les astronomes peuvent faire exactement cela pour le soleil. En identifiant avec précision les étoiles de masse et de composition similaires, ils peuvent voir comment notre soleil va évoluer dans le futur. Et ce travail va bien au-delà d'un peu de voyance astrophysique.
La troisième publication majeure de données de Gaia (DR3) a été rendue publique le 13 juin 2022. L'un des principaux produits issus de cette publication était une base de données des propriétés intrinsèques de centaines de millions d'étoiles. Ces paramètres incluent leur température, leur taille et les masses qu'ils contiennent.
Gaia prend des lectures exceptionnellement précises de la luminosité apparente d'une étoile, vue de la Terre, et de sa couleur. Transformer ces caractéristiques d'observation de base en propriétés intrinsèques d'une étoile est un travail minutieux.
Orlagh Creevey, Observatoire de la Côte d'Azur, France, et des collaborateurs de l'Unité de coordination 8 de Gaia, sont chargés d'extraire ces paramètres astrophysiques des observations de Gaia. Ce faisant, l'équipe s'appuie sur le travail de pionnier des astronomes travaillant à l'observatoire du Harvard College, dans le Massachusetts, à la fin du XIXe et au début du XXe siècle.
A cette époque, les efforts des astronomes se concentraient sur la classification de l'apparence des "raies spectrales". Ce sont des lignes sombres qui apparaissent dans l'arc-en-ciel de couleurs produit lorsque la lumière d'une étoile est divisée avec un prisme. Annie Jump Cannon a conçu une séquence de classification spectrale qui ordonnait les étoiles en fonction de la force de ces raies spectrales. Cet ordre s'est ensuite avéré être directement lié à la température des étoiles. Antonia Maury a fait une classification distincte basée sur la largeur de certaines raies spectrales. On a découvert plus tard que cela était lié à la luminosité et à l'âge d'une étoile.
La corrélation de ces deux propriétés permet de représenter chaque étoile de l'Univers sur un seul diagramme. Connu sous le nom de diagramme Hertzsprung-Russell (HR), il est devenu l'une des pierres angulaires de l'astrophysique. Conçu indépendamment en 1911 par Ejnar Hertzsprung et en 1913 par Henry Norris Russell, un diagramme HR trace la luminosité intrinsèque d'une étoile par rapport à sa température de surface effective. Ce faisant, il révèle comment les étoiles évoluent tout au long de leurs longs cycles de vie.
