Les étoiles sont le fruit d’un équilibre miraculeux entre l’attraction de la gravité et la pression extrême exercée par le cœur brûlant de l’étoile. À partir de cet équilibre, la chaleur et l’énergie se bousculent dans une danse complexe et brutalement puissante qui fait scintiller et briller les étoiles depuis notre lointain point de vue.

Dans une nouvelle étude, une équipe de scientifiques a mis au point des simulations informatiques détaillées qui modélisent le flux cataclysmique de chaleur et d’énergie à l’intérieur de ces corps cosmiques colossaux, et la manière dont il influe finalement sur le scintillement d’une étoile.

GIF d’entête, à partir de l’étude : simulation de la convection à l’intérieur d’une étoile. (E.H. Anders et col./ Nature Astronomy)

La modélisation de ce processus complexe pourrait aider les astronomes à mieux comprendre comment les étoiles évoluent et s’effondrent à la fin de leur cycle de vie, et ainsi apporter des éléments manquants au mystère de la formation des galaxies et peut-être même à celui de la naissance de notre univers.

Dans toutes les étoiles, il existe une zone de convection où la chaleur et l’énergie circulent du cœur vers le pourtour. Lorsque ce flux entre en collision avec le périmètre, il provoque ce que l’on appelle des ondes de gravité, qui se répercutent dans toute l’étoile et la font scintiller.

Selon May Gade Pedersen, coauteur de l’étude et astronome à l’Université Northwestern :

Les ondes à l’intérieur d’une étoile ressemblent aux vagues que l’on voit dans l’océan. Si vous jetez une pierre dans l’eau, vous voyez qu’elle génère des vagues qui s’éloignent de l’endroit où vous avez jeté la pierre.

Pour tenter de mieux comprendre ce phénomène, l’équipe a créé des simulations informatiques qui modélisent le flux de convection de chaleur et d’énergie à l’intérieur d’une étoile massive, en utilisant des données collectées précédemment, afin de prédire la qualité de scintillement des étoiles ou leur « variabilité photométrique stellaire », comme le nomme cette étude.

Selon Evan Anders, astronome à l’université Northwestern et coauteur de l’étude :

Les mouvements dans le cœur des étoiles créent des vagues comme celles de l’océan. Lorsque les vagues arrivent à la surface de l’étoile, elles la font scintiller d’une manière que les astronomes pourraient être en mesure d’observer. Pour la première fois, nous avons développé des modèles informatiques qui nous permettent de déterminer l’intensité du scintillement d’une étoile sous l’effet de ces ondes. Ces travaux permettront aux futurs télescopes spatiaux de sonder les régions centrales où les étoiles forgent les éléments dont nous dépendons pour vivre et respirer.

Autre première, l’équipe a également converti ces vagues de gaz en ondes sonores, permettant ainsi aux auditeurs d’entendre à la fois l’intérieur des étoiles et le « scintillement ».

L’étude publiée dans Nature Astronomy : The photometric variability of massive stars due to gravity waves excited by core convection et présentée sur le site de l’Université Northwestern : What does a ‘twinkling’ star sound like? Take a listen.

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