Quand la "musique" d'une étoile révèle son lieu de naissance

Une équipe d'astrophysiciens, conduite par une astronome de Toulouse à étudié d'une manière précise les fréquences de résonance d'une étoile possédant une exoplanète, iota Horologii. Utilisant le spectrographe HARPS équipant le télescope de 3,6m de l'ESO à La Silla au Chili, ils ont déterminé les principales caractéristiques de cette étoile. Son abondance en métaux et son âge correspondent aux étoiles de l'amas des Hyades situé à 130 années-lumière de celle-ci. Cette étoile née au milieu de l'amas, s'est ensuite éloignée de celui-ci. Cette découverte a des implications importantes pour les théories de formation des étoiles et des planètes, et pour la dynamique de notre Galaxie.


L'étoile iota Horologii, située à une distance de 56 années-lumière, dans la constellation de l'Horloge (hémisphère sud), fait partie d'un ensemble d'étoiles qui voyagent toutes dans la même direction à l'intérieur de notre Galaxie. Cette direction commune est la même que celle de l'amas stellaire des Hyades, situé à une distance de 151 années-lumière, dans l'hémisphère nord.

Ce grand mouvement commun est généralement expliqué par des phénomènes gravitationnels internes à la Galaxie, les étoiles se trouvant là par hasard. L'étude astérosismologique (1) de l'étoile iota Hor., menée par Sylvie Vauclair, du laboratoire d'Astrophysique de Toulouse-Tarbes (UMR, CNRS, - Université Paul Sabatier ; Observatoire Midi-Pyrénées - INSU) et de l'Institut universitaire de France, et l'équipe d'astrophysiciens, prouve le contraire.

On sait depuis 1999 que l'étoile iota Hor abrite une planète, plus grosse que deux Jupiters, avec une orbite de 320 jours. Comme beaucoup d'étoiles "à planètes", celle-ci est constituée de gaz possédant une quantité de métaux supérieure à celle des étoiles sans planètes. Il est important de découvrir si cette surabondance de métaux existe depuis l'origine ou résulte de planètes tombées dans l'étoile, permettant ainsi de mieux comprendre les conditions de formation des planètes.

Pour déterminer ses caractéristiques, elle a été observée en novembre 2006 pendant 8 nuits consécutives avec le spectrographe HARPS installé au foyer du télescope de 3,6 m de diamètre de l'ESO à La Silla.. Plus de vingt "harmoniques" stellaires ont été identifiées, correspondant à des ondes de période d'environ 6,5 minutes. Ces observations permirent aux astronomes d'obtenir les caractéristiques précises de iota Hor.: sa température est 6150K, sa masse 1,25 fois celle du Soleil, son âge 625 millions d'années, et sa métallicité 50% supérieure à celle du Soleil.

Ces résultats prouvent que iota Hor a la même abondance de métaux et le même âge que les étoiles de l'amas des Hyades, ce qui, compte tenu de son mouvement dans l'espace, ne peut pas être une coïncidence.

L'étoile iota Hor s'est donc formée en même temps que les étoiles de l'amas, puis s'est émancipée, en se déplaçant lentement vers sa situation actuelle, à 130 années lumières de son lieu de naissance. C'est un résultat important pour mieux comprendre comment les étoiles se déplacent dans la Galaxie. Cela signifie aussi que les métaux présents dans l'étoile sont dus au gaz original et non pas à l'absorption de planètes.

Note:

(1) Les étoiles vibrent comme de gigantesques caisses de résonance. L'étude de ces vibrations, connue sous le nom d'astérosismologie, permet de tester leurs propriétés, aussi sûrement que l'écoute d'un morceau de musique ne laisse aucun doute sur l'instrument utilisé par le musicien.