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Posté par Adrien le Vendredi 25/08/2017 à 00:00
Meilleure image acquise à ce jour de la surface et de l'atmosphère d'une étoile
Grâce à l'interféromètre du Very Large Telescope de l'ESO, des astronomes sont parvenus à réaliser l'image la plus détaillée à ce jour d'une étoile - la supergéante rouge Antarès. Ils ont également effectué la toute première cartographie des mouvements de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. La matière occupe de l'espace et possède...) au sein (Le sein (du latin sinus, « courbure, sinuosité, pli ») ou la poitrine dans son ensemble, constitue la région ventrale supérieure du torse d'un animal, et en particulier celle des mammifères qui...) de l'atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) autre que le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une...), révélant par là-même l'existence inattendue de turbulence (La turbulence désigne l'état d'un fluide, liquide ou gaz, dans lequel la vitesse présente en tout point un caractère...) au sein de la vaste atmosphère d'Antarès (Antarès est une étoile double du Scorpion dont la plus brillante composante (α Scorpii) est une supergéante rouge de 300 diamètres solaires, en fin de vie.). Les résultats de cette étude ont été publiés dans la revue Nature.


A l'oeil nu, la célèbre étoile Antares située au coeur de la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte céleste sont suffisamment proches pour qu'une civilisation les relie par des lignes imaginaires, traçant ainsi une figure sur la...) du Scorpion brille avec intensité et affiche une coloration rougeâtre. En termes astronomiques, cette étoile est une supergéante rouge (Les supergéantes rouges sont des étoiles relativement massives qui sont en train de terminer leur phase de séquence principale. En d'autres termes, elles ont consommé l'ensemble de leur hydrogène dans leur cœur. Puisque la pression vers...) relativement froide en fin de vie (La vie est le nom donné :), sur le point (Graphie) de se changer en supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une étoile, qui s'accompagne d'une augmentation brève mais fantastiquement grande de sa...) (1).

Une équipe d'astronomes pilotée par Keiichi Ohnaka de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures)....) Catholique du Nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) du Chili, a utilisé l'Interféromètre du Very Large Telescope de l'ESO (VLTI) à l'Observatoire de Paranal au Chili pour cartographier la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière physique, et est souvent abusivement confondu...) d'Antarès et déterminer les mouvements de matière à sa surface. L'image obtenue est la plus détaillée à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à...) de la surface et de l'atmosphère d'une étoile autre que le Soleil.

Le VLTI est un instrument unique capable de combiner la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm (violet) à 780nm (rouge). La...) en provenance de quatre télescopes - les Télescopes de 8,2 mètres de diamètre (Dans un cercle ou une sphère, le diamètre est un segment de droite passant par le centre et limité par les points du cercle ou de la sphère....) ou les Télescopes Auxiliaires de taille intermédiaire - en vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et l'interprétation des rayonnements lumineux.) de constituer un télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument...) virtuel doté d'un miroir (Un miroir est un objet possédant une surface suffisamment polie pour qu'une image s'y forme par réflexion et conçu à cet effet. C'est souvent une...) unique de 200 mètres de diamètre. La résolution des détails fins excède celle obtenue au moyen d'un seul et unique télescope.

"Le processus responsable de la perte de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de gravitation (la...) si rapide d'étoiles en fin de vie telle Antarès est demeuré incompris durant plus d'un demi siècle (Un siècle est maintenant une période de cent années. Le mot vient du latin saeculum, i, qui signifiait race, génération. Il a ensuite indiqué la durée d'une génération humaine et faisait 33 ans 4 mois (d'où peut être l'âge du...)", précise Keiichi Ohnaka, l'auteur principal de cette étude. "Le VLTI est le seul instrument nous permettant de mesurer directement les mouvements de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume...) au sein de l'atmosphère étendue d'Antarès - une étape clé dans la résolution de ce problème. Le prochain défi consiste à identifier la source de ces mouvements turbulents."

Les nouveaux résultats obtenus ont permis à l'équipe de générer la première carte bidimensionnelle des mouvements animant l'atmosphère d'une étoile autre que le Soleil. La combinaison (Une combinaison peut être :), dans le cadre du VLTI, de trois des Télescopes Auxiliaires et d'un instrument baptisé AMBER, a donné lieu à l'acquisition (En général l'acquisition est l'action qui consiste à obtenir une information ou à acquérir un bien.) d'images distinctes de la surface d'Antarès sur une petite portion du spectre infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des micro-ondes.).

L'équipe a ensuite déduit de ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) les différences de vitesses du gaz atmosphérique en diverses régions de l'étoile ainsi que la vitesse (On distingue :) moyenne (La moyenne est une mesure statistique caractérisant les éléments d'un ensemble de quantités : elle exprime la grandeur qu'auraient chacun des membres de l'ensemble s'ils étaient tous...) sur la globalité de sa surface (2). Ils ont ainsi pu réaliser une carte de la vitesse relative du gaz atmosphérique sur la totalité du disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) d'Antarès - la toute première carte de ce type établie pour une étoile autre que le Soleil.

Les astronomes ont découvert l'existence de gaz turbulent (Le HMS Turbulent (n° de coque : S 87) est un bâtiment de la classe Trafalgar de sept sous-marins nucléaires d'attaque de la Royal Navy.), de faible densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de référence est l'eau pure à...), à plus grande distance du centre de l'étoile qu'estimé, et conclu que le mouvement ne pouvait résulter du processus de convection (La convection est un mode de transfert de chaleur où celle-ci est advectée (transportée-conduite, mais ces termes sont en fait impropres) par au moins un fluide. Ainsi durant la...) (3) qui transfère le rayonnement (Le rayonnement, synonyme de radiation en physique, désigne le processus d'émission ou de transmission d'énergie impliquant une particule porteuse.) issu du noyau vers l'enveloppe extérieure de nombreuses étoiles. Leur étude les a conduits à envisager l'existence d'un processus encore inconnu, responsable de ces mouvements au sein des atmosphères étendues de supergéantes rouges semblables à Antarès.

"A l'avenir, cette technique d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique...), jusqu'alors limitée à la seule étude du Soleil, pourrait être appliquée à différents types d'étoiles afin d'analyser leurs surfaces et de leurs atmosphères de manière plus détaillée que jamais" conclut Keiichi Ohnaka. "Notre travail offre une nouvelle dimension (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son épaisseur, ou...) à l'astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de l'univers...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à travers le monde.) et ouvre une nouvelle fenêtre (En architecture et construction, une fenêtre est une baie, une ouverture dans un mur ou un pan incliné de toiture, avec ou sans vitres.) d'étude des étoiles".

Notes

(1) Aux yeux des astronomes, Antarès est une supergéante rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) typique. Ces énormes étoiles en fin de vie sont à l'origine dotées d'une masse comprise entre neuf et quarante masses solaires. Lorsque ce type d'étoile devient une supergéante rouge, son enveloppe externe s'étend, de sorte que sa taille et sa luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit la lumière.) croissent, mais sa densité diminue. A l'heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur elle-même, l'instant (l'« heure qu'il est »), y compris en sciences...) actuelle, la masse d'Antarès avoisine les 12 masses solaires et son diamètre excède les 700 diamètres solaires. A l'origine, sa masse devait être quinze fois supérieure à celle du Soleil. Au cours de son existence, elle aurait donc perdu trois masses solaires.

(2) La vitesse de la matière cheminant en direction ou à l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés...) de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) peut être mesurée grâce à l'effet Doppler, qui décale les raies spectrales vers l'extrémité rouge ou bleue du spectre, selon que la matière émettant ou absorbant la lumière s'éloigne ou s'approche de l'observateur.

(3) Le processus de convection entraîne la matière froide vers les régions internes de l'étoile et la matière chaude vers l'enveloppe externe, le long de boucles circulaires. Ce processus survient au sein de l'atmosphère terrestre, rend compte des courants océaniques, et déplace le gaz environnant les étoiles.


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Source: ESO