Observations du Télescope Subaru et Mission

Observations du Télescope Subaru et Mission CoRoT Dévoilent le futur du Soleil 17 de Maio, 2013 do Une équipe internationale d'astronomes dirigée par José Dias Nascimento (Département de physique théorique et expérimentale de l'Université Fédérale du Rio Grande do Norte [DFTE, UFRN], Brésil) a trouvé la jumelle solaire la plus éloignée jamais découverte - CoRoT Sol 1, qui a environ la même masse et la même composition chimique que le Soleil. En utilisant le spectrographe à haute dispersion (High Dispersion Spectrograph, HDS) avec le télescope Subaru, l'équipe a montré que CoRoT Sol 1 est vieille d'environ 6,7 milliards d'années, et sa période de rotation est de 29 +/- 5 jours. Cette jumelle solaire évoluée nouvellement découverte, permet aux astronomes de connaître le futur proche de l'étoile centrale de notre système solaire - le Soleil. Puisque le Soleil est l'étoile la plus proche de la Terre, il a été largement étudié de diverses façons. Malgré les efforts considérables de la part des astronomes, nous ne savons pas encore si le Soleil est une étoile typique ou insolite. Hormis pour les plus jeunes étoiles, la rotation réelle de celles semblables au Soleil est inconnue, et il existe peu d'études sur les jumelles solaires matures ou sur celles plus évoluées. La masse (la quantité de matière) et la composition chimique d'une étoile sont les principales caractéristiques qui déterminent son évolution. Étudier les étoiles avec la même masse et la même composition que le Soleil, ce qu'on appelle les «jumelles solaires», peut nous donner plus d'informations sur notre propre Soleil; les jumelles solaires de différents âges offrent des instantanés de l'évolution du soleil à différentes phases (Figure 1) Figure 1: Représentation artistique de CoRoT Sol 1 et chronologie de l’évolution du Soleil et de CoRoT Sol 1 basée sur les données du télescope Subaru et de la mission spatiale CoRoT. L’illustration indique comment la découverte de CoRoT Sol 1 va nous permettre de mieux comprendre l’évolution du Soleil et permettre aux astronomes de tester les théories actuelles de l’évolution stellaire et solaire, pour une étoile jumelle Solaire évoluée et observée. (Crédit: do Nascimento et al.) Le satellite CoRoT (Convection, Rotation et Transits planétaires, ndlr) a fourni des données spatiales précises à partir desquelles il a été possible de déterminer les périodes de rotation des étoiles. L'équipe de chercheurs a sélectionné les meilleures candidates au titre de jumelles solaires dans une fourchette de périodes de rotation afin d'étudier l'évolution de la rotation du Soleil dans le détail. Puisque les jumelles solaires ont une faible luminosité, l'équipe a d'abord utilisé le spectrographe à haute dispersion (HDS) du télescope Subaru pour observer trois de leurs candidates. La grande taille du télescope Subaru et la capacité de HDS à diffuser précisément la lumière stellaire en plusieurs couleurs constituantes leur a permis d'étudier les caractéristiques des étoiles dans le détail. Une analyse minutieuse des données a montré que l'une des candidates était vraiment une étoile avec une masse et une composition chimique similaires à celles du Soleil. Le constat est encore plus précieux, car l'étoile est à un stade plus évolué et peut servir d’excellent exemple de ce que sera l'avenir du Soleil. Déterminer l'âge d'une étoile est probablement l'un des aspects les plus difficiles à établir, mais les spectres de haute qualité mettent en lumière les âges stellaires. CoRoT Sol 1 est environ deux milliards d'années plus vieille que le soleil, mais sa période de rotation est environ la même que celle du Soleil. Les spectres HDS du télescope Subaru de CoRoT Sol 1 montrent que sa composition chimique globale est similaire à celle du Soleil, mais son profil d'abondance détaillée montre quelques différences, à l'instar des jumelles solaires les plus proches (Figure 2). Par exemple, l'abondance en lithium (Li), un élément qui décroît avec l'âge, est inférieure à celle du Soleil. Le chef d'équipe, le Dr. José Dias do Nascimento a commenté l'importance de l'âge de CoRoT Sol 1 pour comprendre l'avenir du Soleil: <<Dans deux milliards d'années, quand le Soleil aura l'âge actuel de la jumelle solaire, son rayonnement pourrait augmenter et rendre la surface de la Terre tellement chaude que l'eau liquide ne pourra plus exister à l'état naturel >>. Figura 2: Spectre de l’étoile CoRoT Sol 1 obtenu avec le HDS du Télescope Subaru comparé au spectre du Soleil avec la région autour de la ligne du Li I λ6707.8 A (représentée par une ligne verticale). Le spectre du Soleil superposé est représenté par des cercles ouverts, tandis que le spectre de CoRoT Sol 1 est représenté par la ligne rouge continue. Les résidus (étoile-Soleil) sont présentés en y = 0,54. (Cred.: do Nascimento et al.) Contrairement à d'autres jumelles solaires qui sont relativement lumineuses, CoRoT Sol 1, qui est située dans la constellation de la Licorne (Monoceros), est plus de 200 fois moins lumineuse que la jumelle solaire la plus brillante connue. Le grand miroir de 8,2 m du télescope Subaru et la précision de son spectrographe à haute dispersion ont permis de mener à bien cette étude détaillée du spectre d'une telle étoile de faible luminosité. L'équipe envisage d'utiliser le télescope Subaru pour poursuivre ses recherches sur la particularité du Soleil comme étoile ; ils ont l'intention de décrire l'évolution de sa rotation en trouvant des jumelles solaires représentant un large éventail d'âges stellaires, puis en plaçant le Soleil dans ce contexte. [Note] CoRoT est la mission spatiale Convection, Rotation et Transits planétaire, qui a été lancée le 27 Décembre 2006. Elle est gérée par le Centre National d'Études Spatiales (CNES), avec la participation des programmes scientifiques de l'Agence spatiale européenne (ESA), du Département de soutien à la recherche et aux sciences de l'ESA (ESA-RSSD), l'Autriche, la Belgique, le Brésil, l'Allemagne et l'Espagne. Références L'article de recherche intitulé «The Future of the Sun: An Evolved Solar Twin Revealed by CoRoT», sur lequel ce communiqué de presse est basé, sera publié dans Astrophysical Journal Letters (ApJL). • Une prépublication est disponible à l'adresse: http://arxiv.org/archive/astro-ph. • Le matériel connexe est disponible à: astro.dfte.ufrn.br/corottwin • Les membres de l'équipe de recherche sont: JD do Nascimento, Université Fédérale du Rio Grande do Norte (UFRN), Brésil ; Y. Takeda, National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ), Japon ; J. Meléndez, Université de São Paulo (USP), Brésil ; J.S. da Costa, UFRN, Brésil ; G. F. Porto de Mello, Observatoire du Valongo de l'UFRJ, Brésil ; M. Castro, UFRN, Brésil Remerciements Cette recherche a été financée en partie par: •
Fondation de soutien à la recherche de l'État de São Paulo (FAPESP), Brésil •
Conseil National pour le développement scientifique et technologique (CNPq) et Ministère des Sciences et Technologies (MCT), Brésil •
Laboratoire National d'Astrophysique (LNA), Brésil •
Université Fédérale du Rio Grande do Norte (UFRN), Brésil Contact Scientifique : Jose-Dias do Nascimento, Jr. Department of Physics, DFTE, The Federal University of Rio Grande do Norte, UFRN, Brazil +55 (84) 91244221 (Brazilian local time is GMT -3 hours.) [email protected]