Première détection d’une éjection de masse coronale à l’extérieur de notre système solaire

Une équipe internationale de chercheurs a réussi à identifier la première éjection de masse coronale, ou ÉMC, dans une étoile autre que notre Soleil.

Un flash intense de rayons X, suivi de l’éclatement d’une immense bulle de plasma,  c’est ce que les chercheurs dirigés par Costanza Argiroffi de l’université de Palerme et de l’Institut National d’Astrophysique en Italie, ont vu dans la couronne (atmosphère) d‘HR 9024, une étoile active située à 450 années-lumière. C’est la première fois qu’une ÉMC est observée dans une étoile en dehors de notre système solaire.

Image d’entête : représentation d’une éjection de masse coronale sur une étoile. (NASA/ GSFC/ S. Wiessinger)

Les résultats aident à mieux comprendre comment les ÉMC s’intègrent dans la vie des étoiles actives de l’Univers et ils aideront à étudier plus précisément de tels événements à l’avenir.

Selon Costanza Argiroffi :

La technique que nous avons utilisée est basée sur la surveillance de la vitesse des plasmas lors d’une éruption stellaire. En effet, par analogie avec l’environnement solaire, on s’attend à ce que, pendant une éruption, le plasma confiné dans la boucle coronale où se produit l’éruption se déplace d’abord vers le haut, puis vers le bas pour atteindre les couches inférieures de l’atmosphère stellaire.

De plus, on s’attend à ce qu’il y ait un mouvement supplémentaire, toujours dirigé vers le haut, à cause de l’ÉMC associé à l’éruption.

L’équipe a utilisé les données recueillies par l’observatoire Chandra de la NASA pour analyser une éruption « particulièrement favorable. Les éruptions solaires sont des événements soudains et assez violents, au cours desquels la luminosité d’une étoile augmente considérablement. Elles sont parfois, mais pas toujours, associées aux ÉMC.

Le High-Energy Transmission Grating Spectrometer (HETGS) à bord de Chandra est le seul instrument disponible à ce jour qui peut être utilisé pour mesurer le mouvement des matières impliquées dans les ÉMC. Ces dernières entraînent l’expulsion de plasma, un gaz très chaud et chargé électriquement, dans la couronne (atmosphère) d’une étoile, à des vitesses pouvant atteindre des dizaines de milliers de km à l’heure.

Les résultats confirment que les ÉMC ne sont produites que dans des étoiles magnétiquement actives. Les résultats confirment également la validité de ce que nous savons sur les ÉMC jusqu’à présent, par exemple, que le matériau impliqué dans une éruption est très, très chaud (de 12 à 24 millions de degrés Celsius) et que sa vitesse augmente, puis diminue, entre 360 000 et 1400000 km par heure.

Toujours selon Argiroffi :

Ce résultat, jamais atteint auparavant, confirme que notre compréhension des principaux phénomènes qui se produisent dans les éruptions est solide. Nous n’étions pas si sûrs que nos prédictions puissent correspondre de cette manière aux observations, parce que notre compréhension des éruptions est presque entièrement basée sur les observations de l’environnement solaire, où les éruptions les plus extrêmes sont même cent mille fois moins intenses dans les rayons X émis.

La découverte « la plus importante », cependant, est qu’après l’éruption, un corps de plasma beaucoup plus froid (d’environ 3900 000 ℃) s’élève du corps de l’étoile avec « une vitesse constante d’environ 300 000 km par heure, » ajoute Argiroffi. Un tel résultat est « exactement ce à quoi on aurait pu s’attendre pour l’ÉMC associé à l’éruption”.

L’équipe ajoute que, d’après les données de Chandra, la masse de l’ÉMC en question était d’environ 9 milliards kg. Cela la rendrait environ 10 mille fois plus massive que les plus grandes ÉMC émises par le Soleil. Ce dernier point renforce l’idée que des étoiles plus actives magnétiquement génèrent des versions à plus grande échelle des ÉMC solaires.

Argiroffi de conclure :

La vitesse observée de l’ÉMC est toutefois beaucoup plus faible que prévu. Cela suggère que le champ magnétique dans les étoiles actives est probablement moins efficace pour accélérer les des ÉMC que le champ magnétique solaire.

L’étude publiée dans Nature : A stellar flare−coronal mass ejection event revealed by X-ray plasma motions et présentée sur le site de l’observatoire Chandra : A Giant Stellar Eruption Detected for the First Time.