Découverte de la plus stable horloge optique céleste

Publié par Michel le 06/12/2005 à 00:00
Source: Space Daily
Illustrations: WET / Texas McDonald Observatory / Marty Harris
A la suite d'une surveillance de plus de 30 ans, des astronomes de l'Observatoire McDonald au Texas ont découvert une étoile naine blanche dont les variations de l'intensité lumineuse sont les plus régulières jamais détectées. Cette découverte a également des implications dans les théories évolutives des étoiles et sur la détection d'exoplanètes.


G117-B15A

G117-B15A est une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) naine blanche (Une naine blanche est un objet céleste gazeux issu de l'évolution d'une étoile de...) âgée de 400 millions d'années. Située dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) du Petit Lion (Le lion (Panthera leo) est un mammifère carnivore de la famille des félidés du genre...), ses impulsions lumineuses sont si régulières qu'elles ne varient que d'une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui...) en 8.9 millions d'années. Ces impulsions sont plus précises et beaucoup plus stables que les tops d'une horloge atomique.

Certains scientifiques pensent que les "pulsars-milliseconde" sont de meilleurs "gardiens du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le...)" que G117. Pour l'astronome (Un astronome est un scientifique spécialisé dans l'étude de l'astronomie.) S.O. Kepler qui l'a découverte, ce n'est pas vraiment exact. Les pulsars-milliseconde sont les noyaux en rotation de débris d'étoiles massives qui ont explosé en supernovae. Ils balayent la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...) de leurs ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) radio et rayons X comme des balises régulières et agissent comme des horloges extrêmement précises. Mais s'il est vrai que certains pulsars sont en quelque sorte plus précis que G117, leurs horloges ne sont pas aussi stables car leur exactitude se dégrade plus rapidement dans le temps, selon Kepler.


Pulsar-milliseconde

Vie et mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si...) des étoiles

En tant qu'étoile naine blanche, G117 est le cadavre (Le cadavre est ce qui reste du corps d'un organisme vivant humain ou animal dans la période...) d'une étoile semblable à notre Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...) qui a épuisé son carburant (Un carburant est un combustible qui alimente un moteur thermique. Celui-ci transforme...) nucléaire (Le terme d'énergie nucléaire recouvre deux sens selon le contexte :) et a expulsé ses couches gazeuses externes de sorte que seul le noyau subsiste. Ce noyau mort se refroidit lentement sur des milliards d'années.

La mesure du rythme de ce refroidissement permet de mieux comprendre comment les étoiles évoluent et meurent. "L'utilisation des naines blanches comme chronomètres est un 'sport' que nous avons inventé ici à l'Observatoire McDonald en 1987", affirme Don Winget de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) d'Austin au Texas, "les naines blanches sont désormais un chronomètre standard pour l'analyse de l'évolution stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...)".

Le secret est que certaines naines blanches pulsent - c'est-à-dire, émettent des éclats de lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) - avec un rythme régulier. Comme l'étoile naine se refroidit avec le temps, les impulsions nous parviennent plus lentement. En mesurant ce ralentissement (Le signal de ralentissement (de type SNCF) annonce une aiguille (ou plusieurs) en position déviée...), les astronomes peuvent mesurer la rapidité avec laquelle l'étoile se refroidit. C'est ce type de mesure qui a été effectué sur G117. Au cours des années les pulsations de cette étoile se sont avérées être remarquablement stables. Une infime modification de la période de pulsation a été détectée.

Préciser l'âge de la Voie Lactée

"C'est une mesure directe de l'évolution d'une étoile", explique Winget. Cet exploit n'avait été réalisé qu'une seule fois auparavant sur une étoile naine "pré-blanche" appelée PG1159-035 dont le calendrier (Un calendrier est un système de repérage des dates en fonction du temps. Ces systèmes ont été...) évolutionnaire était de quatre ordres de grandeur plus court. "Avec la nouvelle mesure, nous avons gagné un facteur 10.000 sur l'unique résultat précédent", indique-il.

Comme les naines blanches comptent parmi les étoiles les plus anciennes de la galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...), la mesure de leur temps de refroidissement est un moyen unique de mesurer l'âge de la Voie Lactée elle-même.

Extrapoler la présence de planètes

"Ces données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) nous permettent également de fixer des limites sur l'existence de planètes extrasolaires autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) de cette étoile", ajoute Winget. L'étoile et toutes ses planètes éventuelles orbitent autour du centre de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) du système entier. Cela affecte les instants d'arrivée des impulsions, permettant ainsi la détection de planète(s).

Les décennies de données sur G117 ne montrent aucune planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) d'une masse équivalente à celle de Jupiter à une distance Soleil-Jupiter de G117 ni aucune plus proche. La distance orbitale est un facteur important et, selon Winget, cette zone n'a jamais été sondée par aucune autre méthode auparavant.


Observatoire McDonald au Texas

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