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Satellite MOST

De la grande science pour un petit télescope

Le télescope spatial canadien MOST lève le voile sur la vie secrète d'étoiles et de planètes extrasolaires

Le télescope spatial canadien MOST (Microvariabilité et oscillations stellaires), qui fêtera bientôt ses sept ans d'exploitation dans l'espace, continue de repousser les limites de nos connaissances sur le cosmos en effectuant des découvertes révolutionnaires sur les étoiles. Cette petite merveille technologique de l'Agence spatiale canadienne, qui a la taille d'une mallette, mesure et analyse les infimes variations d'éclat de milliers d'étoiles lointaines. Ce faisant, MOST découvre des faits étonnants sur le fonctionnement interne de ces étoiles et sur les planètes qui gravitent autour d'elles, ce qui n'est pas sans mettre la communauté de l'astronomie en pleine effervescence.

En observant de façon continue des étoiles pendant une période pouvant atteindre jusqu'à deux mois (avec une précision photométrique supérieure à une partie par million), "MOST a pu observer avec succès des objets cosmiques inattendus ou que la plupart d'entre nous croyions impossibles à observer", de dire Jaymie Matthews, chercheur principal de la mission MOST et enseignant d'astronomie à l'Université de la Colombie-Britannique.

Des bulles, des bulles et encore des bulles

Véga est aisément visible
à l'oeil nu. Vous la trouverez
dans la constellation d'été
du Cygne.
(Source : ASC)
 

Les étoiles qui composent notre galaxie n'ont pas toutes la même couleur, la même taille ou le même âge. Mais grâce à MOST, nous découvrons peu à peu que certaines des étoiles les plus grandes et les plus chaudes de la Voie lactée pourraient avoir plus de choses en commun avec le Soleil que nous le croyions. Les étoiles étudiées par MOST ont une masse et un diamètre d'environ deux fois ceux du Soleil et elles ont une teinte bleue blanchâtre à l'instar de l'éclatante Véga qui domine le ciel nocturne en été. Le petit télescope qui voit grand nous a notamment permis de découvrir que chez ces étoiles titanesques, qui sont considérablement plus grosses et plus chaudes que notre Soleil, le mouvement circulatoire de l'énergie s'effectue à proximité de la surface de l'astre, comme c'est le cas pour le Soleil.

Ce bouillonnement, que les astronomes appellent "convection" (sur les images agrandies du disque solaire, ce phénomène a l'allure d'une "granulation", comme si l'on avait dispersé des grains de sel sur un plancher sombre), se produit dans une couche ou dans une zone où les gaz les plus chauds remontent à la surface de l'étoile, transportant de l'énergie avec eux. Du même coup, le plasma plus froid redescend à l'intérieur de l'étoile pour reprendre de l'énergie. Il s'agit du même processus de convection qui fait remonter des bulles à la surface lorsque de l'eau bout dans une casserole. Jusqu'à maintenant, les chercheurs croyaient que la zone de convection des étoiles beaucoup plus imposantes que le Soleil était enfouie très profondément en leur centre et que seules les étoiles semblables au Soleil avaient une zone de convection proche de leur surface.

Bételgeuse est bien connue
des astronomes amateurs
puisqu'il s'agit de l'étoile
rougeâtre située dans le
coin supérieur gauche de la
constellation hivernale
d'Orion.
(Photo : ASC)

MOST nous a fait découvrir que l'activité à la surface des étoiles géantes était beaucoup plus importante que ce que l'on croyait possible. Jaymie Matthews estime que si nous pouvons observer cette convection, ou granulation, sur des étoiles massives, alors il n'est pas impossible que ces étoiles suivent un cycle d'activité similaire à celui du Soleil, lequel s'échelonne sur 11 ans. Une telle découverte nous en apprendrait plus sur l'histoire et l'évolution des étoiles très différentes du Soleil. "MOST pourrait autoriser l'étude de processus et de phénomènes stellaires que nous n'avions jamais pensé étudier auparavant", ajoute-t-il.

À cela s'ajoutent les plus récentes mesures visant l'illustre supergéante rouge Bételgeuse qui se trouve à 600 années-lumière du Système solaire, dans la constellation d'Orion. Ces mesures ont révélé pour la toute première fois un phénomène de convection à proximité de la surface de l'étoile. Les supergéantes froides, comme Bételgeuse, sont des étoiles où la dynamique des structures de convection a été enveloppée de mystère jusqu'à tout récemment. D'après les plus récentes observations de MOST, il semble que ce type d'étoile se plie aux mêmes règles stellaires qui s'appliquent au Soleil.

"C'est stupéfiant de réaliser que peu importe l'âge et les propriétés des étoiles, les règles qui régissent les processus qui ont cours à leur surface sont essentiellement les mêmes pour toutes", de dire M. Matthews. "D'observation en observation, MOST est en train de réécrire les livres d'astronomie".

Météorologie extraterrestre

Pour les astronomes, le Saint-Graal équivaut à trouver une planète similaire à la Terre en orbite autour d'une étoile autre que le Soleil. Il semblerait que le télescope MOST nous a rapprochés un peu plus de cet objectif historique en observant les conditions météorologiques les plus étranges qui soient sur une planète lointaine. Jaymie Matthews et les membres de son équipe ont récemment terminé l'observation d'une géante gazeuse en orbite autour de l'astre HD 80606, qui se trouve à 190 années-lumière, dans la constellation Ursa Major. La planète, appelée HD 80606b a environ trois fois la masse de Jupiter, la plus imposante des planètes du Système solaire. La planète HD 80606b évolue autour d'une étoile semblable au Soleil et boucle une révolution complète autour de celle-ci en 112 jours. Cependant, l'orbite de la planète est particulièrement allongée. Ainsi, la planète passe d'une distance équivalente à celle entre la Terre et le Soleil, à une distance vingt fois plus rapprochée, et ce, en moins de deux mois. Lorsque la planète HD80606b passe au point le plus rapproché de son étoile, son atmosphère se réchauffe de 500 à 1 200 degrés en quelques jours seulement.

En détectant la faible diminution d'intensité dans la luminosité de l'étoile, lorsque la planète passe devant son étoile, MOST a pu déterminer comment l'environnement de cette planète réagissait aux conditions extrêmes en quelques heures seulement. " Nous espérons pouvoir jumeler nos résultats à ceux du télescope spatial Spitzer [télescope dans l'infrarouge de la NASA] afin de modéliser l'atmosphère et les nuages de cette planète, et même les changements atmosphériques sur d'autres planètes ", d'indiquer M. Matthews. Des données comme celles-ci pourraient également aider les scientifiques à mieux comprendre les changements atmosphériques sur Terre et à peaufiner leurs modèles climatiques.

Depuis quelque temps, MOST est parti à la chasse aux exoplanètes en transit. Déjà, il a dans sa mire environ 40 cibles que l'on croit être des super-terres, c'est-à-dire des planètes telluriques dotées de profonds océans et où l'on retrouve des couches de glace. Selon Jaymie Matthews, bien que l'étude du régime climatique de planètes extrasolaires peut sembler tout droit sortie d'un ouvrage de science-fiction, nous n'avons encore rien vu. " La planète Pandora, dont il est question dans le film Avatar, est un monde plutôt ordinaire comparativement aux mondes que MOST découvre et étudie ", conclut-il.