Téléscope Kepler - NASA
Les étoiles vieillissantes nécessitent qu’on remette leurs pendules à l’heure.
Une équipe internationale de chercheurs, incluant le service d’Astrophysique- laboratoire AIM au CEA-Irfu, a établi que la mesure des âges stellaires calculés à partir de leur taux de rotation, ou gyrochronologie, doit être révisée pour des étoiles plus âgées que le Soleil. Ces étoiles ralentissent moins vite que prévu au-delà d’un certain âge, proche de celui du Soleil. Ces travaux sont publiés dans Nature le 4 Janvier 2015.
En comparant les âges d’étoiles obtenus grâce à deux méthodes de calculs, sismique et gyrochronologique, les scientifiques ont établi que la vitesse de rotation des étoiles diminue moins vite que prévu au-delà d’un certain âge. Plus intéressant encore, ils ont constaté que cet âge correspond à peu près à celui du Soleil actuel, ce qui indiquerait qu’il est entré dans une phase de transition où l’efficacité de son freinage induit par le vent solaire décroît fortement. En conséquence, les lois de gyrochronologie ne sont strictement applicables que pour des étoiles plus jeunes que le Soleil.
L’âge des étoiles est l’un des paramètres stellaires les plus difficiles à appréhender car il ne peut être mesuré directement. Il est généralement déterminé indirectement par les chercheurs à partir de modèles numériques complexes réalisés via de puissants calculateurs. Ces calculs se basent sur le taux de rotation initial, vestige de la contraction du nuage proto-stellaire, et sur sa diminution au cours de la vie de l’étoile, à cause de l’effet de ralentissement induit par l’interaction du champ magnétique avec les vents à sa surface. Depuis une décennie, les astrophysiciens ont réussi à établir une loi de freinage et peuvent alors déduire de façon précise l’âge des étoiles à partir de son taux de rotation de surface, c’est ce que l’on nomme la loi de gyrochronologie. Cependant, cette loi n’était jusqu’ici étalonnée qu’à partir de la relation observée entre le Soleil et des étoiles beaucoup plus jeunes appartenant à des amas (jusqu'à 2,5 milliards d'années).
Grâce à l’astérosismologie, l’étude des milliers d’ondes résonantes qui traversent les étoiles comme le Soleil, il est aujourd’hui possible de déterminer leurs propriétés internes et d’en déduire une estimation de leurs âges. Cela a été fait pour une vingtaine d’étoiles grâce aux données fournies par le satellite de la NASA Kepler. « Grâce à la sismologie stellaire, nous avons réussi à déterminer l’âge d’étoiles beaucoup plus vieilles que le Soleil. Nous sommes aujourd’hui capables de vérifier les pendules des étoiles vieillissantes comme le Soleil et même plus vieilles encore et nous devons les remettre proprement à l’heure » rappelle Rafael García, chercheur au CEA-Irfu.
C’est en croisant ces deux méthodes de calcul que les chercheurs ont pu conclure que le calcul de l’âge selon la méthode gyrochronologique ne peut pas s’appliquer telle quelle pour des étoiles plus anciennes que le Soleil. La rotation de ces étoiles évolue différemment en raison de l’évolution de leur magnétisme.
Pour plus d'information voir:
« Weakened magnetic braking as the origin of anomalously rapid rotation in old field stars », Jennifer L. van Saders, Tugdual Ceillier, Travis S. Metcalfe, Victor Silva Aguirre, Marc H. Pinsonneault, Rafael A. García, Savita Mathur & Guy R. Davies, Nature 4, Janvier 2016.
________
___ 