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Posté par Michel le Vendredi 07/07/2006 à 00:00
Le disque autour des étoiles actives obéit aux lois de Kepler !
Une équipe internationale, dirigée par un chercheur du CNRS, vient de répondre à une question que les astronomes se posaient depuis la découverte de la première étoile chaude active (Be) par le Père Angelo Secchi le 23 août 1866 à Rome. Quelle est la loi suivie par la rotation 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.) circumstellaire qui entoure l'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...) centrale ? Pour la première fois cette équipe a pu apporter une réponse sans ambiguïté: la rotation du disque est képlérienne, comme peut l'être la rotation des planètes de notre Système Solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis...).


Carte de brillance de l'environnement circumstellaire de l'étoile Be alpha Arae (Choo est le nom de l'étoile α de la constellation de l'Autel.) à 2 µm,
issu du code SIMECA (SIMulation pour Etoiles Chaudes Actives)
obtenu à partir de l'ajustement des mesures interférométriques
du VLTI/AMBER montrant au centre le disque circumstellaire dense
autour de l'étoile centrale (dans la direction E-W) et le vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne....) 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...)
important de part et d'autre de ce disque (dans la direction N-S).
1 UA = 150 millions de km

C'est à nouveau l'étoile Be alpha Arae qui est sous les feux de l'actualité, après la découverte du confinement de son disque circumstellaire par un possible compagnon de très faible masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse...) (entre 1,4 et 2,8 masses solaires) situé à environ 32 rayons stellaires de l'étoile centrale (1). L'équipe internationale, conduite par Philippe Stee, chercheur (Un chercheur (fem. chercheuse) désigne une personne dont le métier consiste à faire de la recherche. Il est difficile de bien cerner le métier de chercheur tant les domaines de recherche sont...) du CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) à l'Observatoire de la Côte d'Azur, vient d'observer à nouveau cette étoile avec le VLTI de l'ESO et son nouvel instrument AMBER. Ils ont réussi, en combinant la très haute résolution spatiale d'AMBER (2) (inférieure à 1 unité astronomique (L’unité astronomique (symbole ua) correspond approximativement à la longueur du demi-grand axe de l’orbite terrestre. Historiquement, les mesures astronomiques se résumaient à des...) = 150 millions de km) et sa 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...) résolution spectrale (1500), à montrer pour la première fois de façon directe, que la rotation du disque circumstellaire autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre...) de l'étoile centrale suivait la loi képlérienne à l'instar des planètes de notre Système Solaire.

Ce résultat rejette ainsi d'autres hypothèses comme la rotation rigide, où la 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...) serait figée dans des lignes de champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux magnétique) est une grandeur caractérisée par la...) et forcée de tourner à la même vitesse (On distingue :) que l'étoile centrale ou encore la conservation du moment angulaire (En physique, le moment angulaire ou moment cinétique est la grandeur physique qui joue un rôle analogue à la quantité de mouvement dans le cas des rotations. Comme le moment angulaire dépend du...), loi à laquelle est soumis un patineur en rotation sur lui même, qui voit sa vitesse de rotation augmenter au fur (Fur est une petite île danoise dans le Limfjord. Fur compte environ 900 hab. . L'île couvre une superficie de 22 km². Elle est située dans la Municipalité de Skive.) et à mesure qu'il rapproche les bras de son corps. Cette question soulevée dès la découverte de la première étoile de type Be par le Père Angelo Secchi en 1866 était restée sans réponse jusqu'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 minuit heure...).

Ces chercheurs ont également montré qu'alpha Arae, qui tourne à 470 km/s, était proche à plus de 90 % de sa vitesse critique. Cette vitesse critique permettrait à la matière de s'échapper librement à l'équateur de la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique, parfois frontière...) de l'étoile, sous l'effet de la force (Le mot force peut désigner un pouvoir mécanique sur les choses, et aussi, métaphoriquement, un pouvoir de la volonté ou encore une vertu morale « cardinale » équivalent au courage (cf. les articles « force (vertu) »...) centrifuge, comme on pourrait être éjecté d'un manège qui tournerait de plus en plus vite. Enfin, ils ont également montré que le disque circumstellaire dense autour de l'étoile centrale était vraisemblablement traversé de part et d'autre par un vent stellaire important qui s'écoule le long de l'axe de rotation de l'étoile à une vitesse atteignant les 2 000 km/s.


Visibilités (à gauche) et phases (à droite) différentielles
mesurées à partir de l'instrument VLTI/AMBER
(points avec les barres d'erreur) et courbes théoriques (trait plein)
à partir desquelles les chercheurs ont pu déterminer
la nature Képlerienne de la rotation du disque circumstellaire
autour de l'étoile Be alpha Arae

(1) Cette observation a été réalisée avec le Very Large Telescope Interferometer de l'ESO installé sur le site de Paranal au Chili et son instrument MIDI
(2) AMBER est un système permettant de mélanger 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...) provenant de plusieurs télescopes, le faisceau étant ensuite envoyé vers un spectrographe.


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Source: CNRS/INSU
Illustrations: Astronomy & Astrophysics, A. Meilland. CNRS/INSU.