Pour la première fois et grâce au
satellite Kepler, des super éruptions stellaires, plus d’un million de fois
plus énergétiques que les éruptions que
l’on connaît sur notre soleil, ont pu être étudiées en détail.
Une « super éruption »
sur une étoile de type Soleil est une brève relaxation d’énergie (entre 1033
et 1039 erg*) qui peut durer de quelques minutes à quelques jours.
Le Soleil subit fréquemment des éruptions, qui sont causées par des effets
magnétiques au-dessus des taches, qui sont ces régions légèrement plus froides
que la surface solaire.
Mais l’éruption la plus violente
observée sur le soleil, l’événement dit
de Carrington datant de 1859, n’avait qu’une énergie totale de l’ordre de 1032 erg. Alors que les étoiles du type du Soleil sont réputées pour leur constance, il apparaît très surprenant que certaines d’entre elles puissent engendrer des super éruptions aussi énergétiques que 1039 erg…
de Carrington datant de 1859, n’avait qu’une énergie totale de l’ordre de 1032 erg. Alors que les étoiles du type du Soleil sont réputées pour leur constance, il apparaît très surprenant que certaines d’entre elles puissent engendrer des super éruptions aussi énergétiques que 1039 erg…
Illustration du phénomène (Nature). |
L’étude publiée dans Nature cette semaine rapporte
l’observation de plus de 350 super éruptions par le satellite Kepler, lancé en
2009.
Depuis 120 ans, seulement une
petite quarantaine de super éruptions avaient été relatées dans la littérature
scientifique, et considérées depuis avant tout comme des anomalies.
Ces super éruptions apparaissent
sur des étoiles célibataires, d’âge moyen qui montrent une rotation lente et
qui sont en phase de fusion de l’hydrogène dans leur cœur (étoiles de le
séquence principale, tout comme notre Soleil).
Les similitudes existant entre
les éruptions que nous connaissons et ces super éruptions laissent penser
qu’elles ont une origine magnétique commune. Mais la grosse différence
qu’introduit le modèle actuel des super éruptions, c’est qu’il fait intervenir
la présence d’une planète en orbite de l’étoile concernée ! Le champ magnétique
de l’étoile serait connecté entre la surface stellaire et la surface de la
planète (une géante gazeuse chaude de taille au moins égale à celle de Jupiter,
mais beaucoup plus proche de l’étoile que ne l’est Jupiter du Soleil).
Les lignes de champ magnétique
seraient ainsi tordues et amplifiées lors du mouvement de rotation de la
planète, ce qui aurait pour effet, en cas de cassure des lignes de champ, de
produire une accélération brutale de particules (protons et électrons) à de
très hautes énergies en un phénomène explosif, très similaire aux éruptions
classiques, mais beaucoup plus violent.
Le satellite Kepler permet un
suivi en continu de la luminosité de plus de 100000 étoiles sur des années avec
une précision de 10-5. Il est bien connu pour ces détections d’exoplanètes
dont il s’est fait une spécialité, mais il permet surtout d’observer n’importe
quelle variation de luminosité.
L’étude publiée dans Nature est fondée sur la mesure des
courbes de lumière (l’évolution de la luminosité dans le temps) de 148 étoiles
ayant produit 365 super éruptions, fournissant suffisamment de matériau pour faire
des analyses statistiques et permettre enfin d’en savoir plus sur quelles
étoiles doivent être suivies plus précisément.
Seulement il reste un problème,
potentiellement de taille… c’est qu’aucun transit de planète n’a pu être
observé sur ces étoiles à super éruptions, ce qui contredit le modèle
généralement admis qui comme je le disais fait intervenir la présence d’une
grosse planète gazeuse qui devrait donc pouvoir être détectée par ce fin limier
de Kepler. Le mécanisme reste donc encore assez obscur.
Avec les résultats de Maehara et
al., les théoriciens ont donc encore un vaste champ d’investigations à
parcourir, et les observateurs de nombreuses possibilités offertes :
citons par exemple la mesure de la vitesse radiale des étoiles pour mettre en
évidence la présence de planètes, la détermination du champ magnétique via la
luminosité stellaire ou encore l’obtention d’informations sur la vitesse, la
température et l’énergie des super éruptions via l’analyse spectrale des
changement des raies du Calcium par de la spectroscopie à haute résolution… Les
données pourraient également être utilisées pour montrer l’existence ou non de
corrélations entre l’énergie libérée et l’intervalle de temps entre deux éruptions successives.
Et pourquoi se limiter aux
étoiles de la séquence principale et pas aux étoiles de tous types ?
Ce qui est à peu près certain,
c’est que notre Soleil n’a jamais connu de telles super éruptions, du moins pas
dans les deux derniers millénaires, et aucune éruption supérieure à 1036
erg n’a dû avoir lieu dans le dernier milliards d’années.
Maehara et al. montrent que les
super éruptions ne concernent que 0.2% des étoiles du type du Soleil. Sur les
étoiles à super éruption, la fréquence d’occurrence des éruptions très
énergétiques doit être très importante (une tous les 100 jours à 1035
erg). En comparaison, le Soleil a une éruption 1000 fois moins forte tous les
450 ans, et apparaît donc très différent des étoiles à super éruptions. Ce
comportement est cohérent avec le modèle admis du fait qu’il n’y a pas de
Jupiter chaud à proximité immédiate du Soleil.
Si ce modèle s’avère finalement
juste, et que l’énergie de l’éruption est liée à l’énergie orbitale de la planète
impliquée, cela signifie qu’il suffirait de trois événements par an pour faire
littéralement tomber la planète sur son étoile en l’espace d’un milliard
d’années, ce qui éteindrait par là même la source des super éruptions. Un phénomène
si violent qu’il finirait par s’autodétruire…
* erg : Unité d’énergie dans
le système CGS : 1 erg = 624 GeV ou
encore 1 erg = 10-7 J
source :
H.
Maehara et al.
Superflares
on solar-type stars
Nature 485,478–481 (24 May 2012)
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