Grâce à un photomètre robotisé installé au cœur de l'Antarctique, Merieme Chadid, astrophysicienne d'ARTEMIS a pour la première fois détecté les ondes de gravité produites par les oscillations d'étoiles du type RR Lyrae.
Les étoiles RR Lyrae - des étoiles qualifiées de "chandelles standard" car leur éclat est connu ; la quantité de lumière reçue sur Terre permet donc de connaitre leur distance - présentent des oscillations à leur surface, qui sont responsables des pulsations de l'éclat de l'étoile. Ces pulsations existent selon deux types de modes : des modes de pression, liés aux réactions thermonucléaires à l'intérieur de l'étoile, et des modes de gravité dus à la masse de l’étoile, soumis à la poussée d’Archimède. Analyser ces deux types de modes permettrait de comprendre la structure de l'étoile et la dynamique de son évolution. Malheureusement, jusqu'à maintenant, la détection des modes de gravité, piégés à l'intérieur de l'astre, restait impossible.
C'est cette lacune que vient de combler Merieme Chadid, en parvenant à mesurer - pour la première fois - les ondes de gravité d'étoiles du type RR Lyrae. Les résultats sont publiés dans la revue américaine The AstroPhysical Journal.
Pour réaliser ces mesures, Merieme Chadid a développé le photomètre PAIX (Photometer AntarctIca eXtinction), installé sur le plus haut plateau de l'Antarctique, pour une campagne continue de mesures durant six mois de nuit polaire. PAIX a la particularité d'être un photomètre multi-couleurs, qui permet d'établir les courbes de lumière de l'étoile en fonction du temps sur un tout un spectre de longueurs d'onde. Il est conçu pour endurer des conditions extrêmes (jusqu'à -80°C), et son fonctionnement robotisé permet de l'actionner à distance.
En analysant les fréquences des signaux enregistrés, l’astrophysicienne a mis en évidence les hautes fréquences des ondes de pression, mais aussi des basses fréquences caractéristiques des ondes de gravité recherchées.
Les astrophysiciens disposent ainsi d'une nouvelle technique d'exploration pour étudier les astres, afin d'élucider, par exemple, des phénomènes de modulation cyclique de l'éclat d'une étoile, connus parfois depuis plus d'un siècle mais dont l'origine physique reste encore une énigme. Le nouvel instrument devrait favoriser des avancées dans la théorie de l'évolution stellaire, et plus généralement dans la connaissance de l'Univers.
Detection of Gravity Modes in RR Lyrae Stars
Contacts : Merieme.Chadid@oca.eu & Communiation artemis : Gilles.bogaert@oca.eu
The Astrophysical Journal, 925:114 (11pp), 2022 February 1
https://doi.org/10.3847/1538-4357/ac37c0
Article disponible sur les bases d’archives ouvertes HAL et arxiv
