Illustration de la convection dans une étoile semblable au soleil. Crédit d'image: NASA / CXC / M.Weiss. Cliquez pour agrandir
L'étude de l'Observatoire de rayons X Chandra de la NASA sur les étoiles proches du soleil suggère qu'il y a près de trois fois plus de néons dans le soleil et l'univers local qu'on ne le croyait auparavant. Si cela est vrai, cela résoudrait un problème critique avec la compréhension du fonctionnement du soleil.
"Nous utilisons le soleil pour tester dans quelle mesure nous comprenons les étoiles et, dans une certaine mesure, le reste de l'univers", a déclaré Jeremy Drake du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Mass. "Mais pour comprendre le soleil, nous devons savoir exactement de quoi il est fait », a-t-il ajouté.
On ne sait pas combien de néons contient le soleil. Il s'agit d'informations essentielles pour créer des modèles théoriques du soleil. Les atomes de néon, ainsi que le carbone, l'oxygène et l'azote, jouent un rôle important dans la rapidité avec laquelle l'énergie s'écoule des réactions nucléaires du cœur du soleil vers son bord, où elle rayonne ensuite dans l'espace.
Le taux de ce flux d'énergie détermine l'emplacement et la taille d'une région stellaire cruciale appelée zone de convection. La zone s'étend de près de la surface du soleil vers l’intérieur, environ 125 000 milles. La zone est l'endroit où le gaz subit un mouvement de convection roulant, un peu comme l'air instable d'un orage.
"Ce gaz turbulent a un travail extrêmement important, parce que presque toute l'énergie émise à la surface du soleil y est transportée par convection", a déclaré Drake.
La quantité acceptée de néons au soleil a conduit à un paradoxe. L'emplacement et la taille prévus de la zone de convection solaire sont en désaccord avec ceux déduits des oscillations solaires. Les oscillations solaires sont une technique sur laquelle les astronomes s'appuyaient auparavant pour sonder l'intérieur du soleil. Plusieurs scientifiques ont noté que le problème pourrait être résolu si l'abondance de néons était en fait environ trois fois plus importante que ce qui est actuellement accepté.
Les tentatives de mesurer la quantité précise de néon au soleil ont été contrecarrées par un caprice de la nature; les atomes de néon ne dégagent aucune signature en lumière visible. Cependant, dans un gaz chauffé à des millions de degrés, le néon brille de mille feux aux rayons X. Des étoiles comme le soleil sont recouvertes de ce gaz surchauffé qui est trahi par la couronne blanche qui les entoure lors des éclipses solaires. Cependant, les observations de la couronne solaire sont très difficiles à analyser.
Pour sonder le contenu des néons, Drake et sa collègue Paola Testa du Massachusetts Institute of Technology à Cambridge, Massachusetts, ont observé 21 étoiles semblables au soleil à une distance de 400 années-lumière de la Terre. Ces étoiles locales et le soleil devraient contenir environ la même quantité de néon par rapport à l'oxygène.
Cependant, ces proches parents stellaires contenaient en moyenne près de trois fois plus de néon qu'on ne le croit pour le soleil. "Soit le soleil est un monstre dans son voisinage stellaire, soit il contient beaucoup plus de néons que nous ne le pensons", a déclaré Testa.
Ces résultats de Chandra ont rassuré les astronomes quant à la sécurité de la théorie physique détaillée derrière le modèle solaire. Les scientifiques utilisent le modèle du soleil comme base pour comprendre la structure et l'évolution d'autres étoiles, ainsi que de nombreux autres domaines de l'astrophysique.
"Si la plus grande abondance de néons mesurée par Drake et Testa est juste, alors c'est un triomphe simultané pour Chandra et pour la théorie de la façon dont les étoiles brillent", a déclaré John Bahcall de l'Institute for Advanced Study, Princeton, NJ Bahcall est un expert en le domaine qui n'a pas été impliqué dans l'étude Chandra. Drake est l'auteur principal de l'étude publiée dans le numéro de cette semaine de la revue Nature.
Le Marshall Space Flight Center de la NASA, à Huntsville, en Alberta, gère le programme Chandra pour la Direction des missions scientifiques de l'agence. Le Smithsonian Astrophysical Observatory contrôle les opérations scientifiques et aériennes du Chandra X-ray Center à Cambridge, Mass.
Source d'origine: communiqué de presse Chandra
