À une distance de 11,9 années-lumière, Epsilon Indi (ε Indi) est une étoile naine orange (également connue sous le nom de naine K) mesurant 71 % du diamètre du soleil. Une équipe internationale, dirigée par Tiago Campante, chercheur à l'Instituto de Astrofísica e Ciências do Espaço (IA), a étudié cette étoile avec le spectrographe ESPRESSO, monté sur le très grand télescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO), et a détecté les plus petits « tremblements d'étoiles ». " jamais enregistré.
L’équipe a utilisé une technique appelée astérosismologie, qui mesure les oscillations des étoiles. Ceux-ci fournissent un aperçu indirect de l’intérieur des étoiles, tout comme les tremblements de terre nous renseignent sur l’intérieur de la Terre. Dans ε Indi, l'amplitude maximale des oscillations détectées n'est que de 2,6 centimètres par seconde (environ 14 % de l'amplitude des oscillations du soleil), ce qui en fait l'étoile naine la plus petite et la plus froide observée à ce jour avec des oscillations confirmées de type solaire.
Ces mesures sont si précises que la vitesse détectée est inférieure à la vitesse moyenne d'un paresseux.
"Le niveau de précision extrême de ces observations est une réussite technologique exceptionnelle. Surtout, cette détection montre de manière concluante qu'une astérosismologie précise est possible jusqu'aux naines froides avec des températures de surface aussi basses que 4 200 degrés Celsius, environ 1 000 degrés plus froides que la surface du soleil, ouvrant ainsi un nouveau domaine en astrophysique observationnelle", commente Campante, professeur adjoint au Département de physique et d'astronomie de la Faculté des sciences de l'Université de Porto (DFA-FCUP).
Ce niveau de précision pourrait aider les scientifiques à régler un désaccord de longue date entre la théorie et les observations concernant la relation entre la masse et le diamètre de ces étoiles naines froides.
"Il est connu que les modèles d'évolution stellaire sous-estiment le diamètre des naines K de 5 à 15 % par rapport au diamètre obtenu à partir de méthodes empiriques. L'étude des oscillations des naines K, via l'astérosismologie, permettra d'identifier les déficiences des modèles stellaires actuels et, ainsi, , améliorez-les afin d'éliminer cet écart", explique Margarida Cunha, chercheuse à l'IA.
Ces « tremblements d'étoiles » peuvent désormais être utilisés pour contribuer à la planification du futur télescope spatial PLATO de l'Agence spatiale européenne (ESA), une mission dans laquelle l'IA est fortement impliquée. Les amplitudes d'oscillation mesurées dans cette étude peuvent être converties en amplitudes en photométrie, car elles seront mesurées par PLATO, ce qui constitue une information clé pour aider à prédire avec précision le rendement sismique de PLATO, dont le lancement est prévu en 2026.
Malgré un certain scepticisme initial quant au fait que la détection de telles oscillations pourrait être hors de portée de nos capacités instrumentales actuelles, Mário João Monteiro (IA &DFA-FCUP) explique que « Suite à la détection de la présence d'oscillations de type solaire dans ε Indi, nous avons maintenant Nous espérons utiliser les oscillations pour étudier la physique complexe des couches superficielles des naines K. Ces étoiles sont plus froides et plus actives que notre soleil, ce qui en fait d'importants laboratoires pour sonder les phénomènes clés qui se produisent dans leurs couches superficielles et que nous n'avons pas encore étudiés. détail dans d'autres étoiles."
Nuno Cardoso Santos (IA &DFA-FCUP), responsable du groupe de recherche « Vers la détection et la caractérisation d'autres Terres » à l'IA, a expliqué pourquoi l'équipe a utilisé ESPRESSO :« Un consortium international co-dirigé par IA a développé le Spectrographe ESPRESSO. Les principaux objectifs d'ESPRESSO sont de détecter et de caractériser les planètes de faible masse en orbite autour d'autres étoiles et d'étudier la variabilité des constantes physiques de la nature. Ce résultat montre le potentiel du spectrographe ESPRESSO pour étudier d'autres états de la nature. cas de sciences de l'art."
Étant donné que les étoiles naines orange et leurs systèmes planétaires ont une durée de vie très longue, elles sont récemment devenues un objectif principal dans la recherche de mondes habitables et de vie extraterrestre.
Ce résultat démontre que la puissance de l’astérosismologie peut désormais potentiellement être mise à profit dans la caractérisation détaillée de ces étoiles et de leurs planètes habitables, avec des implications véritablement considérables. De plus, la détermination précise de l'âge des naines froides proches, rendue possible par l'astérosismologie, peut être essentielle dans l'interprétation des biosignatures dans les exoplanètes directement imagées.
"Chaque fois que nous ouvrons une nouvelle fenêtre sur la nature, de nouvelles surprises nous poussent vers de nouvelles découvertes inattendues. ε Indi détient la promesse d'être une telle fenêtre avec une vue lumineuse", commente Mário João Monteiro.
La recherche est publiée dans la revue Astronomy &Astrophysics .
Plus d'informations : Campante et al, Repousser les frontières de l'astérosismologie naine froide avec ESPRESSO. Détection d'oscillations de type solaire dans la naine K5 ϵ Indi, Astronomy &Astrophysics (2024). DOI :10.1051/0004-6361/202449197
Informations sur le journal : Astronomie et astrophysique
Fourni par l'Institut d'astrophysique et des sciences spatiales