Signaux radio d'étoiles naines détectés: indicateurs de planètes cachées ?

Publié par Adrien le 14/10/2021 à 09:00
Source: Observatoire de Paris
Grâce au radiotélescope géant européen LOFAR, une équipe internationale comprenant des chercheurs de l'Observatoire de Paris - PSL, a découvert des étoiles naines qui émettent des ondes radio basses fréquences de manière inattendue, ce qui pourrait indiquer l'existence de planètes cachées. Ces travaux ont été publiés le 11 octobre 2021 dans la revue Nature Astronomy.

Une équipe scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui...) internationale menée par J. Callingham (Université de Leyde) a découvert des émissions radio cohérentes polarisées, aussi qualifiées d'“aurorales”, en provenance de 19 étoiles naines proches, localisées à moins de 170 années-lumière. Les étoiles naines sontles plus communes et les moins chaudes de notre Galaxie (Une galaxie est, en cosmologie, un assemblage d'étoiles, de gaz, de poussières et de...).


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités...) d'une naine rouge (En astronomie, les naines rouges sont les étoiles les moins massives ; en-deçà, ce sont les...) en possible interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein...) magnétique avec une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le...), qui pourrait expliquer certaines des détections radio présentées dans l'article. C. Carter / KISS (KiSS est l’acronyme de Kisekae Set System, mélange de l’art avec les ordinateurs...) 2016.

Si la plupart de ces émissions radio sont probablement liées à l'activité (Le terme d'activité peut désigner une profession.) magnétique et coronale propre à ces étoiles, certaines autres pourraient être le fruit (En botanique, le fruit est l'organe végétal protégeant la graine....) d'interactions magnétiques entre ces étoiles et leurs exoplanètes.

Ces signaux ont été détectés dans le "survey" du ciel (Le ciel est l'atmosphère de la Terre telle qu'elle est vue depuis le sol de la planète.) de l'hémisphère nord (Le nord est un point cardinal, opposé au sud.) réalisé ces dernières années par le radiotélescope (Un radiotélescope est un télescope spécifique utilisé en radioastronomie pour...) Low Frequency Array (LOFAR) qui est le plus puissant du monde (Le mot monde peut désigner :) aux longueurs d'ondes (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible...) de 1 à 3 mètres.

Plus exactement, il s'agit de signaux provenant de 19 étoiles naines rouges, dont quatre pourraient s'expliquer par l'existence de planètes en orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps...) autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne...) d'elles. Ces détections viennent compléter les résultats récemment obtenus avec LOFAR en 2020 sur la détection d'un signal ( Termes généraux Un signal est un message simplifié et généralement codé. Il existe...) en provenance de la naine rougeGJ1151, et du système de Tau-Boötes.

Nous savons depuis longtemps que les planètes de notre propre Système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le...) émettent de puissantes ondes radio lorsque leurs champs magnétiques interagissent avec le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont...). Ce même processus est à l'origine des magnifiques aurores que nous voyons aux pôles de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance...). Cependant, seul LOFAR fournit aujourd'hui la sensibilité nécessaire pour détecter des émissions aurorales en dehors de notre Système solaire. C'est un outil (Un outil est un objet finalisé utilisé par un être vivant dans le but d'augmenter son...) très puissant pour aider à trouver des planètes en dehors de notre Système solaire et à déterminer leurs champs magnétiques.

Un nouveau mode de détection des exoplanètes

Philippe Zarka, astrophysicien à l'Observatoire de Paris (L'Observatoire de Paris est né du projet, en 1667, de créer un observatoire astronomique...) - PSL au Laboratoire d'études spatiales et d'instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en astrophysique (L’astrophysique (du grec astro = astre et physiqui = physique) est une branche...) et coauteur de l'article, a prédit dès 2001 l'existence de connexions magnétiques entre des étoiles et leurs exoplanètes en orbites serrées, analogues "géants" de l'interaction que l'on connaît déjà entre Jupiter et sa lune (La Lune est l'unique satellite naturel de la Terre et le cinquième plus grand satellite du...) Io, génératrice de puissantes ondes radio.

Dans cette nouvelle étude, le modèle proposé pour expliquer les émissions radio en provenance de quelques-unes des étoiles naines détectées (celles qui ne montrent pas d'éruptions en lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil...) visible) est une version encore plus puissante du couple Jupiter - Io: ici l'exoplanète (Une exoplanète, ou planète extrasolaire, est une planète orbitant autour d'une...) est enveloppée dans le champ magnétique (En physique, le champ magnétique (ou induction magnétique, ou densité de flux...) de son étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...), alimentant en particules accélérées de vastes courants qui donnent naissance, de la même manière, aux aurores lumineuses radio près de l'étoile.

L'équipe scientifique tente à présent, à l'aide de télescopes optiques, de mettre directement en évidence la présence des planètes autour de l'étoile et recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue...) une périodicité dans le jeu de nouvelles données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) recueillies par LOFAR.

À cette quête, les équipes de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région...) - PSL contribuent aussi dorénavant de manière originale en utilisant le radiotélescope NenuFAR, implanté sur la station de radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie traitant de l'observation du ciel dans le...) de Nançay, dans le même but, mais à des fréquences encore plus basses.

Les découvertes réalisées avec LOFAR ne sont qu'un début, mais le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) n'a la capacité de détecter que les étoiles relativement proches, situées jusqu'à environ 200 années-lumière. Avec le radiotélescope Square Kilometre Array de nouvelle génération qui sera mis en service en 2029, l'équipe prévoit qu'elle sera en mesure de détecter des centaines d'étoiles à des distances beaucoup plus grandes.

Ces travaux montrent que la radioastronomie est sur le point (Graphie) de révolutionner notre compréhension de l'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et...) électrique et magnétique des planètes situées en dehors de notre Système solaire.

Référence:
Les détections radio ont été publiées dans la revue Nature Astronomy, dans un article intitulé "The population of M dwarfs observed at low radio frequencies", Callingham et al.
DOI: 10.1038/s41550-021-01483-0URL: https://www.nature.com/articles/s41550-021-01483-0 )
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