Notre Soleil est une masse d’énergie en perpétuelle ébullition, où des éruptions solaires explosent à sa surface, projetant gaz, plasma et lumière à travers tout le système solaire. Lorsque le rayonnement d’éruptions particulièrement puissantes parvient à traverser la magnétosphère protectrice externe de la Terre, il peut perturber les satellites et même les réseaux électriques, et provoquer des aurores boréales qui illuminent le ciel nocturne.
Les astrophysiciens savent depuis longtemps que lorsque notre Soleil émet des éruptions solaires, certaines d’entre elles déclenchent une éruption secondaire, ou « sympathique », qui se produit environ 5 % du temps. Le mécanisme à l’origine de ces éruptions sympathiques reste inconnu, et les chercheurs ignorent si elles se produisent également sur d’autres étoiles.
Des scientifiques de l’université Tufts, sous la direction de Veronica Pratt, doctorante en astronomie, ont découvert pour la première fois que d’autres étoiles communes de la galaxie présentent également des éruptions stellaires sympathiques. Leurs résultats ont été récemment publiés dans The Astrophysical Journal.
« C’est la première fois qu’un phénomène bien connu sur le Soleil – l’éruption sympathique – est observé sur d’autres étoiles », explique David Martin, professeur adjoint d’astronomie et de physique, qui a collaboré à cette recherche.
Ces recherches ont débuté dans le cadre d’un projet scolaire visant à mesurer les éruptions stellaires afin de déterminer si des éruptions sympathiques existaient en dehors de notre système solaire. Pour commencer, l’équipe a collecté des données sur plus de 16 000 étoiles grâce au satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) , un programme de la NASA destiné à rechercher des planètes potentiellement habitables dans de nombreuses galaxies lointaines.
Un nouvel algorithme
Les chercheurs Jason Reeves (A23, AG25) et Andy Zhang (A26) ont mis au point un algorithme permettant de détecter les éruptions sympathiques sur ces étoiles. Baptisé TOFFEE (Threshold-Optimized Flare Finding and Energy Estimation), cet algorithme analyse les données afin de déterminer si les éruptions sont aléatoires ou liées à des éruptions antérieures.
« Les éruptions solaires commencent très rapidement, mais leur luminosité met du temps à diminuer », explique Pratt. « Pendant qu’une éruption s’estompe, une autre, liée ou non, peut se produire. Cette séquence donne l’impression que l’étoile est devenue plus brillante, puis légèrement moins brillante, avant de l’être à nouveau. C’est un phénomène très difficile à détecter pour certains algorithmes de détection d’éruptions solaires classiques. »
L’algorithme TOFFEE peut distinguer deux éruptions solaires rapprochées et déterminer — « grâce à des calculs mathématiques complexes », explique Pratt — si la seconde éruption est liée à la première. « C’est comme si une personne bâillait, puis qu’une autre dans la pièce bâillait juste après : était-ce un mécanisme de réaction ou étaient-ils simplement fatigués ? », explique Martin.
« Il a fallu beaucoup de code complexe pour pouvoir détecter une deuxième éruption alors que la première était encore en train de s’estomper », explique Pratt.
L’équipe a appliqué l’algorithme à plus de 200 000 éruptions solaires sur quelque 16 000 étoiles, et les résultats ont été frappants. Il s’est avéré que le taux d’éruptions sympathiques se situait entre 4 % et 9 % environ, une valeur similaire au taux de 5 % observé sur notre Soleil. De plus, les éruptions sympathiques étaient généralement séparées des premières par une demi-heure à une heure et demie, un intervalle de temps comparable à celui observé sur le Soleil.
La plupart des éruptions sympathiques se sont produites sur des étoiles appelées naines M — « les étoiles les plus petites, les plus froides et les plus communes de la galaxie », explique Pratt. « C’était un résultat inattendu, car les naines M, qui constituaient la majeure partie de l’échantillon, sont très différentes du Soleil. Elles sont nettement plus petites, deux fois moins chaudes et beaucoup plus actives. »
Les résultats de l’étude montrent que les éruptions sympathiques se produisent sur différents types d’étoiles à une fréquence à peu près similaire à celle observée sur le Soleil. « Cela nous laisse penser qu’il existe un mécanisme commun à toutes les étoiles qui est à l’origine de ces éruptions sympathiques », explique Pratt. « On ignore encore précisément la nature de ce mécanisme, mais il est forcément présent sur tous les types d’étoiles, quelles que soient leurs configurations magnétiques. »
Adaptation Terra Projects
Source : https://phys.org/
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