LESIA - Observatoire de Paris

Les objectifs scientifiques initiaux de CoRoT

vendredi 14 novembre 2014, par Annie Baglin

La « sismologie » stellaire

La sismologie stellaire est la discipline qui étudie les mouvements sismiques (aussi appelées oscillations) des étoiles, pour en comprendre la structure de leurs intérieurs et les phénomènes physiques qui s’y produisent.

Ces oscillations sont des "modes propres" spécifiques de chaque étoile. Ce sont les forces de pression, de Coriolis et leur propre gravité qui en sont la cause. Il s’agit donc de détecter, de mesurer les caractéristiques de ces vibrations et de les interpréter. Ainsi, la mesure de leur fréquence propre (entre 1 minute et 3 heures), de leur amplitude (quelques ppm dans l’espace de Fourier) et de leur durée de vie (quelques jours) permet d’évaluer l’état interne de l’objet : sa taille et la composition de son cœur, les limites entre zones radiative et convective ou le profil de rotation interne de l’étoile…..

Ces vibrations produisent des variations au cours du temps de l’éclat des étoiles. Et ce sont ces variations que CoRoT cherche à observer et à mesurer avec précision.

Lorsqu’une étoile brille, sa luminosité varie au cours du temps ; ce sont ces variations que CoRoT mesure.
(Cliquer sur l’image pour l’animer)

Notons que ces vibrations sont les seuls signaux, avec les neutrinos, à provenir de l’intérieur même des étoiles.

Collectées en provenance d’étoiles de masse, d’âge, de composition chimique différente, les données recueillies par la mission CoRoT apportent une quantité formidable d’informations entièrement nouvelles sur l’évolution stellaire. (voir aussi la thématique "SEISM : Sismologie pour l’Étude des Intérieurs Stellaires et leur Modélisation")

Le programme initial de « sismologie » de CoRoT était centré sur l’étude de quelques étoiles brillantes, pour lesquelles la détection et la mesure de ces oscillations est la plus aisée. Ce sont 156 étoiles qui ont été ainsi suivies au cours de la mission, avec des durées variant de 27 à 156 jours ! Et il a été parfaitement réalisé.

De plus, les nombreuses étoiles faibles du champ "optimisé en priorité" pour la recherche d’exoplanètes se sont révélées extrêmement riches aussi, et ont permis de nombreux résultats nouveaux en sismologie en particulier.

La recherche de petites planètes par la méthode des transits

Elle consiste à détecter la présence d’une planète gravitant autour d’une étoile par la diminution de luminosité de l’étoile qu’elle provoque quand la planète passe entre l’étoile et l’observateur. Cette méthode photométrique, complémentaire de la méthode des vitesses radiales, permet d’accéder à la période et à la taille des planètes détectées.

Lorsqu’une planète passe devant son étoile, la luminosité
de celle-ci décroit temporairement.
(Cliquer sur l’image pour voir l’animation)

Grâce à un prisme placé devant les détecteurs de la voie « étoiles faibles » ou « exoplanète » (voir caméra), il est possible de caractériser plus précisément le phénomène et de distinguer les « vrais transits » des phénomènes dus à d’autres causes, mais qui ont à peu près la même signature dans les courbes de lumière (activité stellaire, étoile binaire à éclipse...).

Plus de 150 000 étoiles, de magnitude comprise entre 10,5 et 16 ont été suivies par CoRoT.