Les astronomes ont développé une nouvelle méthode pour identifier les « taches » – des régions froides et sombres d’étoiles qui ressemblent à des taches solaires sur notre étoile, le Soleil.

On pense que ces régions se forment à la surface des étoiles lorsque de puissants champs magnétiques s’enchevêtrent et suppriment le barattage du plasma, empêchant ainsi la lumière de s’échapper de cette région de l’étoile.

L’étude pourrait faire la lumière sur les raisons pour lesquelles certaines étoiles sont très actives et pourrait finalement aider les astronomes à mieux définir les zones habitables stellaires, les régions autour des étoiles où les planètes peuvent supporter de l’eau liquide à leur surface et ainsi soutenir la vie.

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« Notre étude est la première à caractériser avec précision le repérage stellaire et à l’utiliser pour tester directement les théories du magnétisme stellaire », a déclaré Lira Cao, astronome de l’Ohio State University et auteur principal de l’étude. (s’ouvrira dans un nouvel onglet). « Cette technique est si précise et largement applicable qu’elle pourrait devenir un nouvel outil puissant dans l’étude de la physique stellaire. »

Cette méthode a permis à Cao et à ses collègues de développer un catalogue de mesures de points stellaires et de champs magnétiques pour plus de 700 000 étoiles. Le catalogue qui sera bientôt publié augmentera la quantité de données de repérage stellaire disponibles des milliers de fois.

Cao a développé la nouvelle technique en analysant les spectres infrarouges à haute résolution du Sloane Digital Sky Survey, puis en l’utilisant pour identifier les taches d’étoiles pour 240 étoiles de deux amas d’étoiles ouverts : les Pléiades et M67. Cela leur a permis d’obtenir des mesures plus précises des taches d’étoiles, fournissant une nouvelle classe de données puissantes qui pourraient guider l’étude des champs magnétiques stellaires.

Depuis la découverte des taches solaires dans les années 1600, les astronomes ont principalement étudié le magnétisme stellaire indirectement, en observant les étoiles à travers divers filtres ou en trouvant des taches d’étoiles sur la courbe de lumière d’une étoile. Mais désormais, une nouvelle technique leur permet d’étudier plus directement le phénomène.

Dans cette mosaïque créée par Chenol Chanley, deux grands groupes de taches solaires ont été suivis à la surface du Soleil entre le 2 et le 27 décembre 2022. (Crédit image : Chenol Shanley)

« Il s’est caché à la vue de tous », a déclaré Cao. « Il y avait une composante plus froide dans le spectre, correspondant à une tache d’étoile, qui n’était visible que dans l’infrarouge. »

De plus, parce que les étoiles plus jeunes peuvent être beaucoup plus couvertes de taches d’étoiles – parfois jusqu’à 80 %, ce qui en fait « plus de taches que d’étoiles » – Cao s’est rendu compte que ces immenses régions froides pouvaient bloquer suffisamment de lumière pour avoir un effet notable sur les étoiles. Et puisque la lumière bloquée doit s’échapper à un moment donné, a-t-elle expliqué, les étoiles extrêmement tachetées compensent en se dilatant et en se refroidissant, augmentant ainsi la surface de la surface stellaire à partir de laquelle la lumière peut s’échapper.

La méthode, proposée pour la première fois par l’équipe, pourrait aider les astronomes à améliorer l’utilisation des paramètres stellaires pour comprendre les voisinages autour des étoiles, y compris les zones habitables stellaires où les températures sont optimales pour que l’eau liquide existe.

La nouvelle méthode pourrait également conduire à des mesures plus précises de la taille des étoiles. Historiquement, les astronomes estimaient la taille d’une étoile en mesurant sa température, et cette mesure pouvait être décalée de centaines de degrés, ce qui signifie que le rayon de l’étoile est calculé comme étant plus petit qu’il ne l’est réellement.

« Lorsque cela se produit, vous commencez à voir de grands changements dans la structure des étoiles, ce qui peut également confondre d’autres mesures astronomiques importantes », a déclaré Cao.

Les nouveaux résultats peuvent également aider à expliquer la classe d’étoiles trouvées dans l’amas des Pléiades, également appelé les Sept Sœurs, situées à environ 444 années-lumière de la Terre. Cet amas semble trop actif pour être expliqué par les modèles stellaires existants. Ces étoiles regorgent de taches stellaires et ont de puissants champs magnétiques, mais elles émettent également des rayons ultraviolets et X à haute énergie, a déclaré Cao.

« Vous ne voudriez pas vivre autour de ces étoiles », a déclaré Cao. « Mais comprendre pourquoi ces étoiles sont si actives pourrait changer nos modèles et nos critères d’habitabilité des exoplanètes. »

En plus de faire la lumière sur ces étoiles extraordinairement actives, cette technique pourrait aider les astronomes à comprendre pourquoi les étoiles de faible masse sont également très actives.

« Nous pouvons étudier directement l’évolution du magnétisme stellaire dans des millions de milliers d’étoiles avec ce nouvel ensemble de données, nous nous attendons donc à ce qu’il aide à développer des informations clés dans notre compréhension des étoiles et des planètes », a conclu Cao.

Les recherches de l’équipe sont publiées dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society. (s’ouvrira dans un nouvel onglet).

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