Première analyse des vents stellaires provenant de trois étoiles similaires au Soleil

Les astrosphères, analogues de l'héliosphère qui entoure notre système solaire, sont des bulles de plasma soufflées dans l'espace interstellaire par les vents stellaires. Ces vents sont à l'origine de nombreux processus qui influent sur les atmosphères planétaires. L'étude des vents stellaires d'étoiles de faible masse similaires au Soleil permet de comprendre l'évolution des étoiles et des planètes, y compris notre propre étoile et son système.


Une équipe de recherche internationale, incluant un chercheur du CNRS (voir encadré), a détecté pour la première fois l'émission de rayons X provenant des astrosphères de trois étoiles de type solaire, offrant ainsi de nouvelles contraintes sur le taux de perte de masse de ces étoiles. Cette étude, basée sur des observations avec le télescope spatial XMM-Newton, est publiée dans Nature Astronomy en avril 2024.

Composés principalement de protons et d'électrons, les vents stellaires contiennent également une petite quantité d'ions plus lourds (e.g. oxygène, carbone), qui émettent des rayons X lorsqu'ils capturent des électrons des neutres interstellaires.

Dans notre système solaire, cette émission dite d'échange de charge est observée autour des planètes, des comètes et dans l'héliosphère, et sert de laboratoire naturel pour étudier la composition du vent solaire. Cependant, son observation dans les astrosphères est difficile en raison de sa faible luminosité. De plus, la grande distance des étoiles complique la séparation du signal de l'astrosphère et celui de l'étoile elle-même.

Les chercheurs ont mesuré les raies spectrales des ions d'oxygène avec XMM-Newton pour quantifier le contenu d'oxygène et finalement déterminer la masse totale des vents émis par les étoiles.

À l'avenir, les instruments à haute résolution, comme le spectromètre X-IFU de la mission européenne Athena, faciliteront la détection directe des vents stellaires dans les rayons X, ouvrant de nouvelles perspectives pour l'étude de ces phénomènes.


Référence:
Kislyakova, K.G., Güdel, M., Koutroumpa, D. et al. X-ray detection of astrospheres around three main-sequence stars and their mass-loss rates. Nat Astron (2024)