ASTROPHYSIQUE Etoiles : COROT fait ses preuvesNOUVELOBS.COM | 23.10.2008 | 21:47
Les observations du télescope spatial COROT ont permis d’étudier les vibrations de trois étoiles avec la même précision que notre Soleil. Les résultats publiés ce vendredi marquent un tournant pour la sismologie stellaire.
Représentation d’une oscillation faisant vibrer toute une étoile. (Aarhus University/ S. Frandsen/ Science)Même s’il est moins connu du grand public que la quête d’exoplanètes similaires à la Terre, le second volet de la mission du télescope européen COROT est crucial pour la connaissance des étoiles. COROT a en effet été conçu pour mesurer les vibrations qui rythment les étoiles et qui permettent de connaître leur structure interne. Les premiers résultats publiés aujourd’hui dans la revue Science sont très probants : la technique fonctionne bien. Une nouvelle phase d’étude des étoiles peut véritablement commencer, se réjouissent les chercheurs.Comme les sismologues traquent les ondes sismiques pour connaître l’intérieur de la Terre, les astroséismologues mesurent les oscillations des étoiles pour étudier leur structure.
«Une étoile vibre en rythme de manière cohérente» a expliqué Eric Michel, chercheur au Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation astrophysique (Lesia, Observatoire de Paris, CNRS), lors de la présentation des résultats. Cela produit des oscillations de très faible amplitude, détectables via les infimes variations de la quantité de lumière émise par l’étoile.
COROT est le premier observatoire spatial à appliquer cette technique à d’autres étoiles que notre Soleil. Trois étoiles assez semblables au Soleil, bien qu’un peu plus chaudes, ont été choisies. C’était un véritable défi, a expliqué Eric Michel. «
Les oscillations que nous mesurons engendrent à la surface de l’étoile des variations de températures inférieures à un centième de degré». Pour détecter d’aussi faibles amplitudes, il a fallu éliminer plusieurs perturbations, a détaillé Michel Auvergne (Lesia) : la lumière diffusée par la Terre a été réduite par un facteur 10 puissance 13 ; les variations de températures subies par le télescope (lorsqu’il passe en éclipse), réduites à un centième de degré !
Résultats : Eric Michel et ses très nombreux collègues français et européens ont observé des amplitudes 1,5 fois plus importantes que pour les oscillations du Soleil, mais 25% plus faibles que ce que prédisent les modélisations théoriques. Aux oscillations s’ajoute l’observation des granulations, ces gros grains visibles à la surface de l’étoile qui sont le reflet du transport de la chaleur au sein de l’étoile –autrement dit de la convection.
«
Tout ce que nous savons aujourd’hui des étoiles est bâti sur la modélisation théorique et à sa comparaison avec les mesures de surface. Là nous apportons des informations sur l’intérieur de l’étoile» a précisé Eric Michel.
Lancé en décembre 2006, COROT devait fonctionner trois ans. Cependant, ses instruments fonctionnant au-delà des espérances de ses concepteurs, sa durée de vie sera prolongée. Jolie revanche pour un télescope qui a failli faire des frais des restrictions budgétaires il y a quelques années.
Cécile Dumas
Sciences et Avenir.com
24/10/08
http://tempsreel.nouvelobs.com/actualites/sciences/espace/20081023.OBS7522/_etoiles__corot_fait_ses_preuves.htmlSur Internet
Le site de Corot (ESA) La physique solaire (Lesia/ Observatoire de Paris) Le projet Corot (Cnes) -------------------------------------------------------------
Connaître l'intérieur des étoiles, pourquoi faire ? Les étoiles sont un des constituants principaux de l'Univers ; elles sont une des sources d'information majeure le concernant. Il est donc essentiel de les étudier si l'on veut comprendre l'Univers. Pour s'en persuader, il suffit de se rappeler que c'est dans le coeur des étoiles, et là seulement, que se forment quasiment tous les éléments chimiques, autres que l'Hydrogène et l'Hélium, qui constituent l'Univers.
Presque tous les domaines de l'Astrophysique s'appuient sur les "résultats" de la théorie de l'évolution stellaire, par exemple pour connaître l'âge des amas globulaires, qui nous donne une indication incontournable sur l'âge de l'Univers, ou pour calibrer les estimateurs de distance dans l'Univers, ou encore pour comprendre l'origine des éléments chimiques, ou l'histoire passée du Soleil et du système solaire.
La physique de l'intérieur des étoiles reste mal connue, contrairement à une idée assez répandue, et cette mauvaise connaissance se traduit par de graves incertitudes d'abord sur la modélisation de la structure interne et de l'évolution des étoiles, mais aussi évidemment dans tous les domaines de l'Astrophysique qui utilisent ses résultats.
Parmi les différents ingrédients de physique nécessaire à la construction d'un modèle d'étoile, on trouve d'abord de la physique microscopique: les taux de réactions nucléaires, les opacités, l'équation d'état, dans des conditions physiques tres diverses et tres eloignees de celles realisables en laboratoire.
Mais le coeur de la modélisation s'appuie sur des hypothèses concernant la dynamique des fluides, les processus de transport, et en particulier la convection, mais aussi la circulation méridienne induite par la rotation, le transport par ondes, le développement d'instabilités produisant des régimes turbulents. Si la physique microscopique a fait de grands progrès récemment, il n'en est pas de même de l'hydrodynamique non-linéaire qui est encore dans l'enfance. Et pourtant ces phénomènes, en transportant les élément chimiques et le moment angulaire, en modifiant la répartition d'entropie, affectent directement l'évolution, modifient les quantités de matière brûlée dans les coeurs, la durée de vie des étoiles, la composition chimique de la matière éjectée, le mode d'enrichissement de l'espace interstellaire en éléments lourds, etc.
Cette méconnaissance pénalise donc la plupart des prédictions. L'âge des plus vieux amas globulaires, contenant les plus vieilles étoiles de l'Univers, n'est connu qu'à un facteur 2 près, entre 11 et 21 milliards d'années (Chaboyer 1995).
Les étoiles sont un objet d'etude incontournable si l'on veut mieux comprendre l'Univers
dans son ensemble. Elles constituent également, si nous savons les osculter, un formidable laboratoire, pour tester les lois de la physique, dans des conditions tres diverses et impossibles a reproduire en laboratoire.
La raison principale de cette situation, outre la difficulté intrinsèque des problèmes d'hydrodynamique, est que nous manquons de tests observationnels pour contraindre notre représentation de ces phénomènes de physique fondamentale.
Ainsi, un modèle d'intérieur stellaire "standard" de type solaire requiert la connaissance d'au minimum 5 paramètres: il y en a 4 qui sont intrinsèques, masse, âge, composition chimique initiale (Y et Z), et un qui représente notre ignorance de la convection même en supposant parfaitement connus les ingrédients de base de la théorie, la longueur de mélange L, représentée en général par le coefficient a = L /Hp, où Hp est l'échelle de hauteur de pression. Et ce modèle ignore la rotation et les paramètres correspondants aux processus de transport associés.
Or, on ne dispose en général que de 2 observables, qui sont la température effective et la luminosité, pour les étoiles dont on connaît bien la distance et pour lesquelles on a réussi à faire correctement une correction bolométrique. Pour les étoiles suffisamment brillantes et qui ne tournent pas trop vite, l'analyse détaillée du spectre électromagnétique, couplée à la théorie des atmosphères permet de déterminer certaines abondances de surface et d'estimer la gravité de surface. Quelques systèmes doubles (binaires visuelles, binaires spectroscopiques ou à éclipses) permettent de connaître quelques masses et quelques rayons. De plus, ces observables auxquelles nous avons accès sont des observables de surface, et ne dépendent que très peu des détails de la structure interne des étoiles. La théorie de la structure interne et de l'évolution des étoiles n'est donc pas suffisamment contrainte par les observables classiques.
Il est impératif d'augmenter le nombre d'observables sur un échantillon significatif d'étoiles. C'est ce que va permettre l'astérosismologie, technique utilisée dans l'expérience COROT. L'héliosismologie a montré la voie. Elle apporte des contraintes extrèmes à la structure interne du Soleil et ne cesse de contredire les modèles, en fournissant des mesures de la rotation interne du soleil défiant toute explication, en mesurant précisément la taille de la zone convective externe et la structure des couches extérieures.
Mais, selon leur masse et leur age, les étoiles ont des structures bien différentes, correspondant à des processus physiques aussi très différents. Le Soleil est une étoile moyenne, ni très jeune, ni très vieille, ni très massive, ni peu massive. Pour comprendre l'évolution stellaire dans son ensemble et ses conséquences sur notre Univers, il est nécessaire de balayer un grand spectre d'états stellaires très différents.
Comme on le verra par la suite, COROT va fournir un grand nombre d'observables sur un nombre raisonnable d'étoiles, permettant de tester beaucoup plus finement la modélisation de l'évolution stellaire, et donnant ainsi accès à des mesures contraignant directement les processus hydrodynamiques les plus importants dans les intérieurs stellaires : la convection et plus généralement l'ensemble des processus de mélange, la rotation et le transport de moment angulaire, la taille de la zone d'ionisation de l'Hélium, et l'efficacité des processus de diffusion microscopique.
La sismologie est l'outil idéal pour "voir l'intérieur" des étoiles. Il s'agit de détecter et de mesurer les caractéristiques des modes propres d'oscillation des étoiles, et d'utiliser leurs propriétés pour comprendre la structure de leur intérieur, comme on le fait déjà depuis longtemps pour la Terre ou la Lune.
La théorie est donc assez bien connue. Elle bénéficie des développements déjà anciens en Géophysique. Elle repose sur de la mécanique et de la thermodynamique en général classique, (sauf dans quelques cas).
Elle permet en principe de retrouver la structure de l'objet en interprétant son spectre de fréquences, donc de sonder directement les détails de sa structure interne.
En ce qui concerne les étoiles, c'est le seul moyen existant actuellement pour ce faire.
http://www.lesia.obspm.fr/astro/sismo/pages/savoirplus.html________________________________________________________

Les principales étapes du projet

Le satellite est en orbite depuis 666 jours, son fonctionnement est très satisfaisant.
Le télescope spatial COROT est une mission d'astronomie conduite sous maîtrise d'œuvre du CNES, en partenariat avec plusieurs laboratoires français (CNRS) et pays coopérants (Europe, Brésil).
Le satellite, qui s'inscrit dans la filière Proteus, est doté d'un télescope afocal de 27 cm de pupille et d'une caméra champ large à quatre détecteurs CCD sensibles à de très faibles variations de la lumière des étoiles.
L'instrument COROT permettra de sonder, par une technique appelée sismologie stellaire, les phénomènes physiques se produisant à l'intérieur des étoiles, ainsi que de détecter de nombreuses planètes extrasolaires, par l'observation des micro-éclipses périodiques que ces planètes provoquent en passant devant leur étoile mère.
Par ses hautes performances photométriques et des observations pouvant durer cinq mois sans interruption, la mission COROT a l'ambition d'être la première expérience spatiale capable de découvrir des planètes extrasolaires telluriques, comparables par leurs propriétés aux planètes rocheuses du système solaire et, de façon générale, d'étudier, dans deux domaines d'application, des phénomènes et des objets jamais observés jusqu'à ce jour. Son lancement s'est déroulé avec succès le 27 décembre 2006.
COnvection, ROtation & Transits planétaires
CARACTERISTIQUES Mini-satellite de la filière PROTEUS du CNES
Télescope afocal équipé de 4 CCD.
Sismologie stellaire et recherche de planètes extrasolaires
Orbite circulaire,
polaire à 896 km d'altitude ACTUALITES 02-05/02/2009
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Communiqué de l'équipe CoRoT
12/2007
CoRoT un an après le tir
http://smsc.cnes.fr/COROT/Fr/