Communiqué de presse

Découverte d'un nouveau type d'étoiles variables

D'infimes variations de luminosité révèlent une toute nouvelle classe d'étoiles

12 juin 2013

Des astronomes utilisant le télescope suisse Euler de 1,2 mètre installé à l'Observatoire de La Silla de l'ESO au Chili ont découvert un tout nouveau type d'étoiles variables. Cette découverte repose sur la détection de très faibles variations de la luminosité d'étoiles dans un amas. Les observations ont révélé les propriétés encore inconnues de ces étoiles qui défient les théories actuelles et soulèvent bien des questions quant à l'origine de ces variations.

Les Suisses sont à juste titre réputés pour leur savoir-faire en matière de création d'éléments technologiques d'une extrême précision. Une équipe suisse de l'Observatoire de Genève est parvenue à atteindre une précision extraordinaire en utilisant un télescope relativement petit de 1,2 mètre dans le cadre d'un programme d'observation développé sur plusieurs années. Ils ont découvert une nouvelle classe d'étoiles variables en mesurant d'infimes variations dans la luminosité de certaines étoiles.

Les nouveaux résultats reposent sur des mesures régulières de la brillance de plus de trois mille étoiles situées dans l'amas ouvert NGC 3766 [1] sur une période de sept ans. Ils révèlent une propriété inattendue de 36 des étoiles de l'amas – d'infimes variations de leur luminosité, de l'ordre de 0,1 % de la brillance normale des étoiles. La périodicité de ces variations est comprise entre deux et vingt heures. Les étoiles sont légèrement plus chaudes et brillantes que le Soleil, mais présentent des propriétés classiques en apparence. Une appellation doit à présent être attribuée à cette nouvelle classe d'étoiles variables.

Le niveau de précision qui caractérise ces mesures est deux fois supérieur à celui atteint dans le cadre d'études comparables basées sur l'utilisation d'autres télescopes – et suffisante pour révéler, pour la toute première fois, l'existence de ces infimes variations.

« Nous avons atteint ce seuil de sensibilité grâce à la grande qualité des observations, combinée à une analyse très soignée des données », confie Nami Mowlavi, leader de l'équipe de chercheurs, « mais aussi parce que nous avons mené ce programme d'observation durant sept années. Il n'aurait sans doute pas été possible d'obtenir un tel temps d'observation sur un plus gros télescope. »

De nombreuses étoiles sont connues pour être variables ou pulsantes, comme en témoignent les variations temporelles de leur brillance apparente. L'origine de ces variations de luminosité est liée, de manière complexe, aux propriétés de leurs intérieurs. L'étude de ces phénomènes a donné lieu au développement d'une toute nouvelle branche de l'astrophysique, l'astérosismologie, qui permet aux astronomes « d'écouter » ces vibrations stellaires afin de sonder les propriétés physiques des étoiles et de mieux connaître leurs fonctionnements internes.

« L'existence même de cette nouvelle classe d'étoiles variables constitue un challenge pour les astrophysiciens », nous explique Sophie Saesen, une autre membre de l'équipe. « Les modèles théoriques actuels prévoient que leur lumière n'est pas censée varier périodiquement, nos efforts consistent donc à mieux connaître le comportement de ce tout nouveau type d'étoiles ».

Bien que l'origine de leur variation demeure inconnue, une hypothèse fort séduisante se fait jour : quelques-unes des étoiles semblent être dotées d'une rotation rapide. Elles tournent à des vitesses correspondant à plus de la moitié de leur vitesse critique, seuil à partir duquel les étoiles deviennent instables et éjectent leur matière dans l'espace.

« Dans ces conditions, la rotation rapide aura un impact important sur leurs propriétés internes, mais nous ne sommes pas encore capables de modéliser leurs variations de luminosité », explique Nami Mowlavi. « Nous espérons que notre découverte encouragera les spécialistes à aborder la question dans l'espoir de comprendre l'origine de ces mystérieuses variations ».

Notes

[1] Cet amas d'étoiles figure parmi de nombreux autres amas dans le programme de suivi principal. NGC 3766 se situe à environ 7000 années-lumière de la Terre dans la constellation méridionale du Centaure et son âge est estimé à environ 20 millions d'années.

Plus d'informations

Ce travail de recherche a fait l'objet d'un article intitulé "Stellar variability in open clusters I. A new class of variable stars in NGC 3766", par N. Mowlavi et al., à paraître dans l'édition du 12 juin 2013 de la revue Astronomy & Astrophysics.

L'équipe est constituée de N. Mowlavi, F. Barblan, S. Saesen et L. Eyer. Tous quatre travaillent à l'Observatoire de Genève en Suisse.

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel ».

Liens

• L'article scientifique
• Informations complémentaires sur le télescope suisse Leonhard Euler de 1,2 mètre 

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Courriel: Nami.Mowlavi@unige.ch

Sophie Saesen
Geneva Observatory, University of Geneva
Switzerland
Tél: +41 22 379 24 46
Courriel: Sophie.Saesen@unige.ch

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Ce texte est une traduction du communiqué de presse de l'ESO eso1326.