Écoutez une étoile « scintiller » dans le monde

Les scientifiques ont recréé le scintillement étrange d’une étoile pour tenter de cartographier le fonctionnement interne de la fournaise cosmique.

Nous savons tous comment se déroule la berceuse, mais les astrophysiciens ont enfin rattrapé leur retard en reproduisant pour la première fois le son étrange et vrombissant du « scintillement, scintillement » d'une étoile.

En simulant les vagues turbulentes de gaz qui traversent les entrailles d'une étoile vers sa surface extérieure, les scientifiques ont recréé les fluctuations innées de la lumière produites par les fourneaux cosmiques. Puis, en convertissant ces ondes en ondes sonores, les chercheurs nous ont offert la meilleure idée à ce jour de ce à quoi ressembleraient les étoiles si nous pouvions les entendre.

Le résultat est un gémissement spectral et aigu de la cabine d’un avion accompagnant un battement de cœur rapide. Le bruit éthéré et l'étude de la dynamique des gaz internes qui l'ont créé ont été publiés le 27 juillet dans la revue Nature Astronomy.

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"Les mouvements au cœur des étoiles déclenchent des vagues comme celles de l'océan", a déclaré l'auteur principal de l'étude, Evan Anders, astrophysicien à l'université Northwestern d'Evanston, dans l'Illinois, dans un communiqué. "Lorsque les ondes arrivent à la surface de l'étoile, elles la font scintiller d'une manière que les astronomes pourront peut-être observer.

"Pour la première fois, nous avons développé des modèles informatiques qui nous permettent de déterminer à quel point une étoile devrait scintiller à cause de ces vagues", a-t-il ajouté. "Ce travail permettra aux futurs télescopes spatiaux de sonder les régions centrales où les étoiles forgent les éléments dont nous dépendons pour vivre et respirer."

Nous observons les étoiles scintiller pour deux raisons. Premièrement, leur lumière lointaine est courbée par des courants d’air imprévisibles lorsqu’elle traverse l’atmosphère terrestre, modifiant constamment la quantité de lumière qui nous atteint au sol. Mais les étoiles ont également un scintillement inhérent – ​​un scintillement qui émerge des processus de convection lorsque le plasma chaud et en fusion se déplace de leur noyau enflammé vers leur surface.

"Les étoiles deviennent un peu plus brillantes ou un peu plus sombres en fonction de diverses choses qui se produisent dynamiquement à l'intérieur de l'étoile", a déclaré Anders. "Le scintillement provoqué par ces ondes est extrêmement subtil et nos yeux ne sont pas assez sensibles pour le voir. Mais de puissants télescopes futurs pourraient peut-être le détecter."

Pour simuler les ondes à l'intérieur des étoiles, les chercheurs ont d'abord dû faire face à un problème important : alors que les flux qui génèrent des ondes à l'intérieur des étoiles au cours des dernières semaines, les ondes elles-mêmes peuvent soit émerger à la surface des étoiles, soit rebondir à l'intérieur de celles-ci pendant des centaines de milliers de kilomètres. années. Isoler les ondes de leurs reflets a été le premier défi de l'équipe.

"Nous avons d'abord mis une couche d'amortissement autour de l'étoile - comme les murs rembourrés que vous auriez dans un studio d'enregistrement - afin de pouvoir mesurer exactement comment la convection centrale produit des ondes", a déclaré Anders.

Après avoir appliqué ce « filtre » à leurs étoiles et constaté qu'il décrivait avec précision les ondes à l'intérieur, les scientifiques ont ajouté un filtre supplémentaire qui simulait les propriétés acoustiques des étoiles, leur permettant de recréer à la fois les courants convectifs et leurs réverbérations.

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Comme test supplémentaire, ils ont appliqué leur méthode en utilisant des ondes sonores provenant de musique réelle – y compris « Jupiter » de la suite orchestrale de Gustav Holst « The Planets » et « Twinkle, Twinkle, Little Star » lui-même – pour voir comment les chansons sonneraient venant de le cœur des étoiles.

Revenant aux courants convectifs des étoiles et les inclinant pour qu'ils soient audibles à l'audition humaine, les astrophysiciens ont produit différents paysages sonores en fonction de la taille des étoiles.

Les ondes réverbérantes des grandes étoiles (40 fois la taille du soleil) produisaient des sons similaires aux échos des pistolets à rayons, tandis que les ondes des étoiles moyennes (équivalentes à 15 masses solaires) et des petites étoiles (trois masses solaires) ressemblaient à un léger bourdonnement et sirènes distantes, respectivement.