LESIA - Observatoire de Paris

Les pulsations dans les étoiles massives

mercredi 9 mai 2012, par Coralie Neiner et Evelyne Alecian

Un des objectif de l’équipe MagMaS est de comprendre les étoiles massives dans leur ensemble. En particulier elle a pour but de comprendre en détail les phénomènes qui se déroulent à l’intérieur des étoiles massives et leur impact sur leur environnement circumstellaire. Le seul moyen de sonder l’intérieur des étoiles est d’étudier leurs pulsations.

Les étoiles massives à certaines températures bien connues se transforment en grosse caisse de résonance. Les vibrations que l’on détecte à la surface de ces étoiles ont des caractéristiques (amplitude, fréquence) qui sont très dépendantes du milieu qu’elles ont parcourues c’est-à-dire de la structure interne de ces étoiles.

L’équipe MagMaS est spécialiste de l’étude des pulsations des étoiles massives. En particulier elle s’intéresse à l’information que fournit l’étude astéroséismologique des étoiles Be pour comprendre ce qu’on appelle le "phénomène Be"

Le phénomène Be

L’équipe MagMaS étudie les pulsations et les intérieurs des étoiles Be via des mesures photométriques spatiales très précises, obtenues notamment par le satellite CoRoT (voir le site du groupe CoRoT Be), et des mesures spectroscopiques à haute résolution, obtenues par exemple avec les instruments Sophie à l’OHP, Narval au TBL ou HARPS à l’ESO. Ces données photométriques et spectroscopiques permettent d’étudier les modes de pulsations excités dans les étoiles Be et leurs variations d’amplitude, ainsi que leur lien avec le déclenchement d’éjections de matière de la surface de ces étoiles vers leur environnement circumstellaire. Ces éjections de matière, appelées "phénomène Be", sont à l’origine de la présence d’un disque de gaz autour des étoiles Be et sont longtemps restées un mystère inexpliqué. CoRoT a permis de mettre en évidence la corrélation entre les pulsations et le phénomène Be, confirmant ainsi pour la première fois que ce sont les pulsations associées à la rotation très rapide des étoiles Be qui produisent le disque.

La connaissance des modes de pulsations, couplée à des modèles sophistiqués, permet également d’étudier les processus physiques à l’intérieur des étoiles Be, en particulier le transport de moment cinétique du coeur de l’étoile vers la surface pour modéliser le processus d’éjection de la matière. Ces études permettent aussi d’étudier les effets de la rotation rapide des étoiles Be sur le mélange interne et sur la taille de leur coeur. CoRoT a ainsi permis de démontrer que le coeur des étoiles Be est plus grand que celui des étoiles B (similaires aux étoiles Be mais sans disque).

Grâce aux études sismiques, et en particulier au satellite CoRoT, l’équipe MagMaS a pu identifier l’origine du phénomène Be et ainsi mettre un terme à une énigme scientifique vieille de 150 ans.