Petite étoile scintillante, scintillante, je me demande quel âge tu as.
Ce n’est pas une question facile à répondre. Les étoiles sont notoirement difficiles à vieillir. Nous connaissons l’âge du Soleil parce que nous vivons sur l’une de ses roches en orbite, et nous savons très bien quel âge a la roche. Sans cette information, les choses deviennent un peu plus floues. Mais cela pourrait changer grâce à une nouvelle étude.
Nous connaissons quelques règles générales pour déterminer l’âge d’une étoile. Par exemple, généralement, plus la métallicité d’une étoile est élevée, plus elle est jeune. Et les étoiles de la séquence principale comme le Soleil ont tendance à devenir plus chaudes à mesure qu’elles vieillissent, donc si deux étoiles ont la même masse et la même composition, la plus chaude des deux est probablement la plus âgée. Mais à elles seules, ces règles générales ne suffisent pas à obtenir une détermination précise de l’âge. Pour cela, nous regardons généralement des amas d’étoiles.
Les amas d’étoiles tels que les amas ouverts et les amas globulaires se forment généralement dans un seul nuage moléculaire, et ils le font à peu près au même moment. Lorsque vous regardez les étoiles d’un amas, vous savez qu’elles ont toutes à peu près le même âge. Les astronomes peuvent utiliser ce fait pour obtenir un bon âge pour les amas d’étoiles. Individuellement, il y aura des variations dans des choses comme la métallicité et la température, mais statistiquement, la détermination de l’âge moyen est une bonne mesure de l’âge du cluster.
Mais une chose qui a été remarquée est que parmi les amas d’étoiles, les amas plus anciens ont des étoiles qui tournent plus lentement que les étoiles des amas plus jeunes. Cela suggère que le taux de rotation d’une étoile ralentit à mesure qu’elle vieillit. Ce serait un excellent moyen de déterminer l’âge stellaire car de nombreuses étoiles ont des taches stellaires, que nous pouvons utiliser pour mesurer la rotation assez facilement. Il n’y a que deux problèmes. La première est qu’au sein d’un amas, les étoiles peuvent être liées gravitationnellement, et cette interaction pourrait être à l’origine du ralentissement. Si tel est le cas, les étoiles individuelles ne connaîtraient pas la même désintégration rotationnelle. La seconde est que la métallicité d’une étoile affecte sa densité et sa température, de sorte que la métallicité pourrait avoir un effet significatif sur le taux de ralentissement.
Pourtant, la technique serait si utile qu’une équipe a voulu l’explorer davantage. Ils ont observé 300 étoiles binaires larges. Ce sont des étoiles binaires avec des distances orbitales suffisamment grandes pour que leurs rotations soient indépendantes les unes des autres. Et puisque les systèmes binaires se forment tous en même temps, l’équipe pouvait être sûre que les paires binaires avaient le même âge.
L’équipe a ensuite appliqué la méthode des grappes en utilisant la température et le taux de rotation pour déterminer l’âge de chaque étoile d’une paire. Ils ont découvert que les âges des paires binaires correspondaient en utilisant cette méthode. Et avec 300 échantillons sur lesquels travailler, ils sont convaincus que la méthode fonctionne. L’équipe a également constaté que l’approche fonctionnait quelle que soit la métallicité des étoiles. Ainsi, bien que la métallicité puisse avoir un petit effet sur l’âge stellaire, l’approche de rotation fonctionne tout de même.
À partir de ce travail, les astronomes peuvent se sentir confiants dans l’utilisation de la rotation comme mesure de l’âge, qu’une étoile soit unique, binaire ou fasse partie d’un amas. C’est une super nouvelle. Les satellites de télescope tels que Gaia et la prochaine mission PLATO ont la recherche d’exoplanètes dans le cadre de leur mission. La même méthode utilisée pour trouver la baisse de luminosité stellaire lors du transit d’une exoplanète peut également être utilisée pour mesurer le taux de rotation d’une étoile à travers les taches stellaires. Avec le temps pourrait connaître l’âge de milliards d’étoiles ainsi que leur mouvement et si elles ont des planètes.
Référence: Gruner, D., SA Barnes et KA Janes. “De larges binaires démontrent la cohérence de l’évolution de la rotation entre les étoiles de l’amas ouvert et du champ.” Astronomie & Astrophysique 675 (2023) : A180.
