Les exoplanètes percent le mystère de la curieuse chimie du Soleil
Publié par Michel le 14/11/2009 à 00:00
Source: © ESO
Illustration: ESO/L. Calçada
Une étude révolutionnaire portant sur 500 étoiles, parmi lesquelles 70 sont entourées de planètes, a permis de révéler le lien entre le "mystère du Lithium" observé depuis longtemps dans le Soleil et la présence de planètes. En utilisant HARPS, le très fameux spectrographe de l'ESO, une équipe d'astronomes a mis en évidence que les étoiles semblables au 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 étoile de type...) hébergeant des planètes ont détruit leur lithium (Le lithium est un élément chimique, de symbole Li et de numéro atomique 3.) beaucoup plus efficacement que les étoiles sans planètes. Cette découverte n'apporte pas seulement un éclairage sur le manque de lithium de notre 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.), elle offre également aux astronomes une méthode très efficace pour découvrir des étoiles avec des systèmes planétaires.


Combustion du lithium à l'intérieur d'une étoile.

"Nous essayons depuis près de dix ans de comprendre ce qui distingue les étoiles avec des systèmes planétaires des autres étoiles", explique Garik Israelian, premier auteur de l'article publié cette semaine dans la revue Nature. "Nous venons de découvrir que la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de lithium dans les étoiles semblables au Soleil dépend de la présence, ou non, de planètes."

Le faible taux de cet élément chimique dans le Soleil en comparaison à celui des étoiles similaires a été constaté depuis plusieurs décennies et les astronomes étaient incapables d'expliquer cette anomalie. La découverte d'une tendance parmi des "étoiles à planètes" offre une explication naturelle à ce mystère de longue date. "Pour nous, l'explication de ce "puzzle" non résolu depuis 60 ans est assez simple." ajoute Garik Israelian. "Le Soleil manque de lithium car il héberge des planètes."

Cette conclusion est basée sur l'analyse de 500 étoiles parmi lesquelles 70 hébergent des planètes. La plupart de ces étoiles a été observée pendant plusieurs années avec le "High Accuracy Radial Velocity Planet (Un Planet est un site Web dynamique qui agrège le plus souvent sur une seule page, le contenu de notes, d'articles ou de billets publiés sur des blogs ou sites Web afin...) Searcher" de l'ESO. Ce spectrographe, mieux connu sous le nom de HARPS, installé au foyer du télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant d'augmenter la luminosité ainsi que la taille apparente des...) de 3,6 mètres de l'ESO, est le meilleur chasseur de planètes au monde (Le mot monde peut désigner :). "C'est le meilleur échantillon (De manière générale, un échantillon est une petite quantité d'une matière, d'information, ou d'une solution. Le mot est utilisé dans différents domaines :) disponible jusqu'à présent permettant de comprendre pourquoi les "étoiles à planètes" sont uniques" précise Michel Mayor (Michel Mayor, né le 12 janvier 1942 dans le canton de Vaud, est un astrophysicien suisse. Membre de l'observatoire de Genève et professeur à l'université de Genève, il est, avec Didier Queloz, le découvreur de la première...), un des coauteurs de l'article.

Les membres de cette équipe ont plus particulièrement observé des étoiles semblables au Soleil, ce qui représente pratiquement un quart de l'échantillon. Ils ont constaté que la quantité de lithium de la majorité des "étoiles à planètes" ne dépassait pas 1% de la quantité observée dans les autres étoiles. "Comme dans le cas de notre Soleil, ces étoiles ont été très efficaces pour détruire le lithium dont elles ont hérité à la naissance" déclare Nuno Santos, un des membres de l'équipe. " En utilisant notre seul grand échantillon, nous pouvons aussi prouver que la raison de cette réduction de lithium n'est due à aucune autre caractéristique de l'étoile comme par exemple son âge.

Contrairement à la plupart des éléments plus légers que le fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous...), les noyaux légers du lithium, du béryllium et du bore (Le bore est un élément chimique de symbole B et de numéro atomique 5.) ne sont pas produits en quantité importante dans les étoiles. En revanche, les astronomes pensent que le lithium, composé de simplement trois protons et de quatre neutrons, a été principalement produit juste après le Big Bang (Le Big Bang est l’époque dense et chaude qu’a connu l’univers il y a environ 13,7 milliards d’années, ainsi que l’ensemble des modèles cosmologiques qui la...), il y a 13,7 milliards d'années. Les étoiles, dans leur majorité, devraient ainsi avoir la même quantité de lithium, à moins que cet élément ait été détruit à l'intérieur même de l'étoile.

Ce résultat révèle également aux astronomes une nouvelle et efficace méthode pour chercher des systèmes planétaires: en vérifiant la quantité de lithium d'une étoile, les astronomes pourront décider si elle est digne de faire l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être...) d'une 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...) approfondie.

Maintenant que le lien entre la présence de planètes et le taux étonnamment faible de lithium a été établi, les astronomes vont tenter de comprendre les mécanismes physiques mis en cause dans ce processus. " Une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour que sa gravité la maintienne en équilibre hydrostatique, c'est-à-dire sous...) peut perturber les mouvements internes de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état...) de son étoile de plusieurs manières et ainsi modifier la distribution des différents éléments chimiques et probablement causer la destruction du lithium. C'est maintenant aux théoriciens de découvrir quel est le scénario le plus probable", conclut Michel Mayor.
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