À l'écoute du «chant» des astres

La NASA (National Aeronautics and Space Administration) a lancé Kepler en 2009 dans le but de découvrir des exoplanètes semblables à la Terre. Cependant, son photomètre a fourni des données d'une telle qualité que les astronomes ont pu revoir leur conception du fonctionnement des étoiles.

Dans le cadre du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA), des scientifiques du monde entier analysent et interprètent les données de Kepler portant sur plus de 150.000 étoiles. Le projet SAS-RRL («Space asteroseismology &RR Lyrae stars») a été lancé pour étudier une catégorie d'étoiles variables qui sert à mesurer les distances cosmiques.

Le premier représentant connu de cette catégorie, l'étoile RR Lyrae, est étudiée depuis plus de 100 ans. Sa luminosité oscille avec une période d'environ 13,5 heures, durant laquelle elle subit aussi des changements cycliques de plus courte durée. Les chercheurs de SAS-RRL ont constaté que ce comportement (l'effet Blazhko) est plutôt la règle pour les étoiles de type RR Lyrae.

Les chercheurs du projet ont également découvert des indices d'un doublement de la période des étoiles RR Lyrae dans des données provenant de la mission française COROT (Convection, Rotation and planetary Transits). Ils ont ensuite appliqué une technique de Fourier classique pour traiter et analyser les courbes de luminosité des étoiles, afin de suivre l'évolution dans le temps de la période des oscillations.

Les diverses périodes suggèrent que les variations de luminosité résultent d'interactions complexes entre des pulsations de la surface de l'étoile, dans un sens radial ou autre. L'omniprésence d'oscillations plus petites et plus fréquentes chez tous les types d'étoiles RR Lyrae devrait permettre d'utiliser leur luminosité pour étudier leur structure.

En effet, il est possible d'étudier la structure des étoiles par astérosismologie, car les oscillations pénètrent à des profondeurs différentes en fonction de leur fréquence. L'étape suivante a été d'exploiter ces observations pour estimer la masse et l'âge des étoiles, afin de tester la théorie de l'évolution des étoiles.

Dans ce but, les chercheurs ont analysé des observations conduites dans le spectre X par l'observatoire Chandra (CXO) de la NASA, afin d'en déduire des contraintes sur les propriétés des étoiles et l'énergie des pulsations. Les découvertes ont été présentées lors des conférences internationales ainsi que dans des revues à comité de lecture, au bénéfice du renom international de la recherche scientifique européenne.