Observation d'une étoile qui possède un cyclone comme une planète

C'est une étoile étonnante, située à 53 années-lumière, que des astronomes viennent d'étudier de près : une étoile naine froide qui possède une énorme tempête ressemblant à la grande tâche rouge de Jupiter.

C'est bien d'une tempête dont il s'agit et non d'une tache solaire comme celles que peut montrer le soleil par périodes et qui sont dues à des effets magnétiques. Ici, les données des deux télescopes orbitaux Spitzer (infra-rouge) et Kepler (variations de luminosité en visible) sont formelles, il s'agit d'un grand cyclone d'un diamètre de l'ordre de trois fois le diamètre de la Terre.

Illustration de W1906+40 avec son énorme cyclone près du pôle nord découvert grâce à Spitzer et Kepler.
(NASA/JPL-Caltech)

Il faut préciser ici que cette étoile est déjà particulière en soit, car c'est à peine une étoile. W1906+40 est ce qu'on appelle une naine L. Elle a la taille de Jupiter environ. Parmi les naines L, certaines sont considérées comme des étoiles car elles produisent de la lumière en faisant de la fusion nucléaire, mais d'autres ne parviennent pas à fusionner leur hydrogène et sont donc des naines brunes, des étoiles ratées. W1906+40 est donc une toute petite étoile, mais qui a tout de même une température de surface de 2200 K.

L'équipe de John Gizis, de l'Université du Delaware, qui publient leur observation dans The Astrophysical Journal, ont scruté W1906+40 durant plus de deux ans et voient cette sorte de tache persistante sur toute la plage d'observations. Il est très probable selon les auteurs qu'elle ait duré depuis beaucoup plus longtemps. 

Les chercheurs sont quasi certains que W1906+40 est bien une étoile grâce à l'estimation de son âge. Plus un objet de ce type est vieux, plus la probabilité qu'il s'agisse d'une étoile est grande.

Le télescope Spitzer avait déjà réussi à mettre en évidence la présence de cyclones de courte durée sur des naines brunes, qui pouvaient durer plusieurs heures voire plusieurs jours.

Ici, c'est la première fois qu'une telle observation est faite sur une vraie étoile, et avec un suivi sur une longue période. La naine L avait été découverte en 2011 par le télescope américain WISE. Les astronomes se sont ensuite rendus compte qu'elle se trouvait dans une zone du ciel dans laquelle pointait le télescope Kepler, chasseur d'exoplanètes. Il avait donc dû enregistrer d'éventuelles variations de la luminosité de W1906+40. Et lorsqu'ils ont trouvé une telle variation de W1906+40 dans les données de Kepler, les astronomes savaient qu'il ne pouvait pas s'agir du passage d'une exoplanète. Ils ont donc tout de suite pensé à la présence d'une grosse tache d'origine magnétique. Et c'est en réobservant W1906+40 ensuite en infra-rouge avec le télescope Spitzer que les chercheurs ont pu montrer que les caractéristiques thermiques de l'étoile indiquaient l'existence de plusieurs couches dans son atmosphère et qu'il s'agissait non pas d'une tache "magnétique" mais d'un énorme cyclone, qui fait un tour de l'étoile en seulement 9 heures. 

Les astronomes parviennent même à dire que cette grosse tempête se situe vers le pôle nord de l'étoile. 

John Gizis ajoute : "Nous ne savons pas si ce type de cyclone d'étoile est rare ou commun, et nous ne savons pas du tout pourquoi il dure aussi longtemps...". Des questions qui amènent les astronomes à rechercher maintenant d'autres cas similaires, avec les deux outils qui se sont révélés très bien adaptés pour cette étude, que sont les télescopes Spitzer et Kepler.

Source : 

Kepler Monitoring of an L Dwarf. II: Clouds with multi-year lifetimes 

John E. Gizis et al.

The Astrophysical Journal, Volume 813, 104 (november 2015)

http://dx.doi.org/10.1088/0004-637X/813/2/104