Connexions solaire-stellaire. Qu’est-ce que c’est?

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En astrophysique, la notion de “Connexions stellaire solaire” est une notion qui découle du fait que le Soleil est une étoile, et que la parenté entre le Soleil et les étoiles signifie que nous pouvons en apprendre davantage sur les étoiles lointaines en étudiant le Soleil. L’inverse est également vrai: nous ne sommes témoins que du Soleil tel qu’il est maintenant, mais d’autres étoiles peuvent nous montrer comment il était aux premiers stades de la vie du Soleil, et comment le Soleil sera des milliards d’années plus tard.

Cependant, le Soleil est 250 000 fois plus proche de nous que l’étoile la plus proche. Cela signifie que nous connaissons le Soleil beaucoup plus en détail que toute autre étoile. Par conséquent, si nous voulons établir des comparaisons observationnelles entre le Soleil et les étoiles, nous devons nous tourner vers les phénomènes à grande échelle. Cela signifie relier l’activité solaire qui génère les plus grandes caractéristiques solaires à des caractéristiques analogues dans les étoiles semblables au Soleil.

Des gaz chauds entraînés par le champ magnétique du Soleil jaillissent de la surface sur cette image du vaisseau spatial Hinode. Les chercheurs utilisent ce qu’ils ont appris sur le Soleil pour étudier des phénomènes similaires sur d’autres étoiles. Crédit: Hinode, JAXA/NASA

Manières d’étudier les connexions

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Les astronomes recherchent les connexions entre le Soleil et les étoiles de plusieurs manières:

1. Identifier les étoiles similaires au Soleil à d’autres stades de la vie: Le Soleil étant une étoile assez typique, les astronomes peuvent construire des modèles de son passé et de son avenir en utilisant des étoiles similaires. Cette recherche est importante pour comprendre comment le Soleil permet la vie telle que nous la connaissons sur Terre et pour voir si des environnements similaires existent dans d’autres systèmes stellaires.

2. Étudier les orages magnétiques sur d’autres étoiles et appliquer ces connaissances au Soleil: Les étoiles plus jeunes tournent plus vite et ont plus d’activité magnétique que les étoiles plus âgées. L’observation de ces étoiles nous aide à comprendre la «dynamo solaire»: comment le Soleil génère son champ magnétique et comment cette génération a changé au cours de la vie du Soleil.

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3. Et étudier le champ magnétique du Soleil pour en savoir plus sur les autres étoiles: À l’aide des données du Soleil, les chercheurs créent des modèles tridimensionnels de génération de champ magnétique, qui peuvent être testés par rapport aux données d’observation d’autres étoiles. L’objectif final est de comprendre exactement comment les champs magnétiques stellaires sont créés et comment ils influencent les planètes dans leurs systèmes.

4. Mesurer l’attraction gravitationnelle des planètes sur le Soleil, dans l’espoir de trouver des exoplanètes de la taille de la Terre. Pour ce faire, les astronomes suivent l’effet Doppler, c’est-à-dire le changement de couleur de la lumière du Soleil lorsque les planètes la tirent très légèrement. Les chercheurs ont détecté un certain nombre de grandes exoplanètes à l’aide de cette technique, mais pour trouver des planètes plus petites de la taille de la Terre, ils ont besoin de données beaucoup plus précises. Pour cette raison, les astronomes ont examiné notre propre Soleil pour l’oscillation produite par Vénus, qui est très proche en masse de la Terre, mais plus proche du Soleil.

Le Soleil est l’étoile la plus proche, les autres étoiles sont des soleils lointains

Le Soleil s’avère être une étoile assez ordinaire. C’est une étoile de «séquence principale», ce qui signifie qu’elle fusionne l’hydrogène en hélium dans son noyau. En termes de masse, c’est au-dessus de la moyenne, mais c’est similaire à de nombreuses étoiles que nous voyons dans la Voie lactée et au-delà. En conséquence, le Soleil nous aide à comprendre beaucoup d’autres étoiles du cosmos. C’est idéal parce que le Soleil est si proche. Les télescopes terrestres et spatiaux surveillent le Soleil littéralement tout le temps. Les chercheurs solaires étudient les fluctuations quotidiennes de l’atmosphère et du champ magnétique du Soleil, à la recherche de modèles qui révèlent ce qui se passe sous la surface. Ce que nous apprenons du Soleil peut être appliqué à des étoiles similaires autour de la galaxie.

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Par extension, les chercheurs recherchent des étoiles semblables au Soleil pour se comparer aux nôtres. Même si ces étoiles semblent trop petites pour que les astronomes puissent distinguer des caractéristiques individuelles sur leurs surfaces, les fluctuations de leur lumière révèlent des cycles magnétiques comme ceux que nous voyons sur le Soleil. En outre, les chercheurs identifient les étoiles semblables au Soleil à des stades antérieurs ou ultérieurs de leur vie, pour comprendre comment était le jeune Soleil et comment le vieux Soleil sera dans un avenir lointain.

De nombreux scientifiques souhaitent également utiliser les informations du système solaire pour trouver des planètes semblables à la Terre ailleurs dans la galaxie. Une complication dans cette recherche est que la lumière des étoiles fluctue, à la fois en raison du «temps» stellaire et simplement lorsque les étoiles tournent. Ces variations peuvent imiter ou masquer le signal des exoplanètes. Pour cette raison, les chercheurs surveillent les fluctuations magnétiques du Soleil, ainsi que ses variations lumineuses sur des périodes de temps relativement courtes importantes pour la détection des exoplanètes.

Source : Center for Astrophysics | Harvard & Smithsonian.

Voir la publication

Brun, A.S., García, R.A., Houdek, G. et al. The Solar-Stellar Connection. Space Sci Rev 196, 303–356 (2015). https://doi.org/10.1007/s11214-014-0117-8

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