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Pour la première fois une équipe
internationale de scientifiques a pu mettre en évidence l’existence
de taches sur la surface de l’étoile de masse intermédiaire Vega.
Ce résultat inattendu amène de nouvelles contraintes importantes sur
l’évolution stellaire des étoiles de masse intermédiaire et plus
particulièrement les mécanismes de génération de leurs champs
magnétiques et ouvre une fenêtre vers des informations auparavant
inaccessibles. Ces travaux impliquent des laboratoires français :
l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP –
CNRS/Université Paul Sabatier Toulouse III) qui a mené les
recherches et l’Institut de planétologie et d’astrophysique de
Grenoble (IPAG – CNRS/Université Joseph Fourier). Ils sont publiés
dans la revue
Astronomy and Astrophysics du 6 mai 2015.
Vega de la Lyre est une étoile de l’hémisphère nord très brillante
et bien connue par les astronomes. Avec 2 masses solaires elle se
place dans la catégorie des étoiles de masse intermédiaire. Sa
température de surface est de l’ordre de 10000°C. C’est une étoile
de classe spectrale A. Elle tourne très vite sur elle-même, sa
période de rotation étant proche de 0.68 jours terrestres. Cette
étoile est une référence de stabilité pour les mesures de flux
lumineux depuis plus de 150 ans. Ainsi, même si quelques variations
de très faible amplitude avaient été rapportées dans le passé,
aucune périodicité n’avait pu être mise en évidence.
En 2009, un champ magnétique très faible a été détecté sur Vega
(voir la Nouvelle de l’INSU du 18/06/2009) et par la suite aussi sur
d’autres étoiles de la même classe spectrale (A). Alors que le champ
magnétique du Soleil est engendré par un mécanisme dynamo dans son
enveloppe convective, l’origine de ces champs magnétiques à la
surface d’étoiles qui n’ont pas d’enveloppe convective telles que
Vega est un mystère. Une des caractéristiques de la dynamo solaire
est sa variabilité temporelle qui se manifeste notamment par
l’apparition et la disparition des taches solaires. Des structures
similaires sont-elles présentes à la surface de Vega et
peuvent-elles nous apporter des indices quant à l’origine de son
champ magnétique ? Des travaux récents effectuées avec le satellite
Kepler1 l’ont suggéré grâce à la détection, dans environ 40% des
étoiles A, d’une modulation rotationnelle du flux lumineux
(photométrie), c’est-à-dire une variation en phase avec la période
de rotation de l’étoile.
L’équipe de scientifiques a cherché des traces directes d’une telle
modulation. Pour ce faire, elle a étudié un jeu récent de données de
2500 spectres à haute résolution et grande stabilité vélocimétrique
(observations dans le domaine du visible avec SOPHIE/OHP2 en 2012).
Chacun des spectres, obtenu à un moment précis connu, contient des
centaines de raies spectrales contribuant (en fonction de leur
intensité) à un profil de raie moyenné (une sorte de profil type).
Les 2500 spectres ont tous été obtenus à différents moments
d’acquisition et l’évolution des profils spectraux respectifs est
alors étudiée dans le temps.
Les écarts au profil de raie spectral moyen de toute la série ont
été identifiés, ce qui a permis aux chercheurs d’en extraire des
signatures de taches sur la surface de l’étoile (voir figure
ci-dessous). La vélocimétrie est au cœur de ces recherches et permet
de déterminer avec une extrême précision les mouvements propres des
étoiles, mais aussi à travers l’analyse du profil spectral le
mouvement propre et les écarts de brillance de certaines plages à
leur surface.
Ainsi avec Vega, pour la première fois et grâce à la qualité
exceptionnelle des données, les chercheurs ont mis en évidence une
structuration de la surface présentant des plages brillantes ou
sombres (à un très faible contraste) sur cette étoile de masse
intermédiaire caractéristique de sa classe spectrale (A). Ces plages
sont surtout localisées à des latitudes assez basses proche de
l’équateur stellaire.
Cette découverte indique que ces mêmes étoiles ont une activité
magnétique complexe. De plus, elle ouvre une toute nouvelle fenêtre
d’observation. En effet, un grand nombre d’informations
supplémentaires sur les conditions physiques des étoiles A sont
maintenant accessibles : rotation stellaire, activité magnétique de
surface et structure interne. Ainsi Vega, malgré les nombreuses
études qui lui ont déjà été consacrées, nous offre encore des
résultats passionnants !
Sources :
Discovery of starspots on Vega - First spectroscopic detection of
surface structures on a normal A-type star, T. Böhm, M.
Holschneider, F. Lignières, P. Petit, M. Rainer, F. Paletou, G.
Wade, E. Alecian, H. Carfantan, A. Blazère, and G.M. Mirouh,
Astronomy & Astrophysics, 6 mai 2015.
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(anglais – pdf)
Lien
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