Croix du Sud (vue de Merna Mora, Australie du Sud). Crédit : James St. John (CC BY 2.0)
Une équipe internationale d’astronomes d’Australie, des États-Unis et d’Europe a pour la première fois déverrouillé la structure intérieure de Beta Crucis – une étoile géante bleu vif qui figure sur les drapeaux de l’Australie, du Brésil, de la Nouvelle-Zélande, de la Papouasie-Nouvelle-Guinée et Samoa.
Avec une approche entièrement nouvelle, l’équipe dirigée par le Dr Daniel Cotton a découvert que l’étoile était 14,5 fois plus massive que le Soleil et aussi jeune que 11 millions d’années, ce qui en fait l’étoile la plus lourde avec un âge déterminé par l’astérosismologie.
Les découvertes fourniront de nouveaux détails sur la façon dont les étoiles vivent et meurent, et sur leur impact sur l’évolution chimique de la Galaxie.
Pour déterminer l’âge et la masse de l’étoile, l’équipe de recherche a combiné l’astérosismologie, l’étude des mouvements réguliers d’une étoile, avec la polarimétrie, la mesure de l’orientation des ondes lumineuses.
L’astérosismologie repose sur des ondes sismiques rebondissant à l’intérieur d’une étoile et produisant des changements mesurables de sa lumière. Sonder l’intérieur des étoiles lourdes qui exploseront plus tard sous forme de supernovae a toujours été difficile.
Croix du Sud sur le volcan chilien. Cette célèbre icône quatre étoiles est mieux vue depuis l’hémisphère sud de la Terre. Cette image a été prise au Chili et capture la Croix du Sud juste à gauche de l’éruption de Villarrica, l’un des volcans les plus actifs de notre système solaire. Crédits et droits d’auteur : Tomáš Slovinský
“Je voulais enquêter sur une vieille idée”, a déclaré l’auteur principal, le Dr Cotton, de The Université nationale australienne (ANU) et l’Institut de recherche en astronomie de Monterey aux États-Unis, ont déclaré.
“Il a été prédit en 1979 que la polarimétrie avait le potentiel de mesurer l’intérieur des étoiles massives, mais ce n’était pas possible jusqu’à présent.”
Le co-auteur de l’étude, le professeur Jeremy Bailey de l’Université de Nouvelle-Galles du Sud (UNSW), a déclaré : « La taille de l’effet est assez faible. Nous avions besoin de la meilleure précision au monde du polarimètre que nous avons conçu et construit à l’UNSW pour que le projet réussisse.
L’étude de Beta Crucis, également connu sous le nom de Mimosa, combine trois types différents de mesures de sa lumière : des mesures spatiales de l’intensité lumineuse de Nasa‘s FIL et ESSAI satellites, 13 ans de spectroscopie haute résolution au sol de l’Observatoire européen austral et de polarimétrie au sol recueillies auprès de l’observatoire de Siding Spring et de l’observatoire Penrith de l’université Western Sydney.
“C’était une chance que nous puissions utiliser le polarimètre astronomique le plus précis au monde pour faire autant d’observations de Mimosa au télescope anglo-australien pendant que TESS observait également l’étoile”, a déclaré le deuxième auteur, le professeur Derek Buzasi de la Florida Gulf Coast University.
« L’analyse conjointe des trois types de données à long terme nous a permis d’identifier les géométries des modes dominants de Mimosa. Cela a ouvert la voie à la pesée et à la datation de l’étoile à l’aide de méthodes sismiques. »
Le professeur Conny Aerts de la KU Leuven a déclaré : « Cette étude polarimétrique du mimosa ouvre une nouvelle voie pour l’astérosismologie des étoiles massives brillantes. Si ces étoiles sont les usines chimiques les plus productives de notre galaxie, elles sont à ce jour les moins analysées astérosismiquement, compte tenu du degré de difficulté de telles études. Les efforts héroïques des polarimétristes australiens sont à admirer.
L’étude a été publiée dans Astronomie de la nature.
Référence : « L’aube de l’astérosismologie polarimétrique et son application à l’étoile géante bleue Crucis » 6 décembre 2021, Astronomie de la nature.
DOI : 10.1038 / s41550-021-01547-1
