Résultats

Résultats clés

  • Amélioration des modèles de mélange dans les structures internes des étoiles

  • Études d’étoiles massives

  • Études et découvertes de systèmes binaires à éclipse

  • Découvertes d’exoplanètes et de naines brunes

La mission CoRoT, bien que s'ayant terminée en 2014, continue à produire de nombreux résultats. Voici quelques publications concernant les grands domaines scientifiques concernés par la mission, afin de tenter de rendre compte de la grande richesse des connaissances accumulées durant ces 20 dernières années grâce aux observations et mesures de plus de 160 000 étoiles faites avec ce télescope spatial. Ces cibles ont été étudiées principalement dans le cadre de deux domaines de recherches : l’astérosismologie et la détection d’exoplanètes.

 

Amélioration des modèles de mélange dans les structures internes des étoiles

Grâce aux mesures d’astérosismologie pour les étoiles ciblées par CoRoT, les connaissances quant à leurs structures internes ont été améliorées. Les périodes de rotation et modes de milliers d’étoiles de différents types ont pu être mesurées, par exemple des étoiles de type T-Tauri, des étoiles de faible de masse de la séquence principale, de masse intermédiaire, des sous-géantes, des étoiles massives. Estimer la rotation de surface des étoiles permet de placer des contraintes sur leur dynamique interne.

Des tâches stellaires ont également été détectées en observant leurs transits sur les courbes de lumière.

Les zones convectives à l’intérieur des étoiles ont été étudiées durant la mission. Auparavant, il était difficile de modéliser la taille exacte des zones de convection dans les étoiles. La taille, l’activité et localisation de ces zones de convection dépendent du stade d’évolution de l’étoile ainsi que de sa masse. Les étoiles de faible masse ont des enveloppes entièrement convectives. Les étoiles de masse comparables au Soleil ont une zone radiative surmontée d’une zone convective. Ces deux zones sont inversées dans les étoiles massives.

Divers phénomènes peuvent étendre des zones de convection dans les étoiles, et donc le mélange de matière entre surface, enveloppe et cœur des étoiles. La rotation d’une étoile peut apporter un mélange supplémentaire, et également le phénomène de convection pénétrante (convective overshoot) qui voit de la matière chaude remonter plus haut que prévu et de la matière « froide » redescendre plus bas que prévu. 

Ces mélanges de matière ont un impact important sur l’évolution des étoiles : par exemple l’hélium produit au cœur d’une étoile peut se retrouver partiellement mélangé avec l’hydrogène des couches internes de son enveloppe, modifiant le rythme de la nucléosynthèse au cœur de l’étoile. CoRoT a permis de mieux mettre en évidence ces phénomènes de mélange. Grâce à ces résultats, on peut mieux estimer les stades d’évolution et donc les âges de ces étoiles.

Ces phénomènes sont décrits par exemple dans S. Deheuvels et al. (2013) : Some highlights of the latest CoRoT results on stellar physics.

Schéma des différentes structures internes des étoiles selon leur masse et stade d’évolution
Les différentes structures internes des étoiles selon leur masse et stade d’évolution. Les géantes rouges ont une enveloppe entièrement convective, tout comme les étoiles de faible masse ; les étoiles de masse comparables au Soleil © M.J. Goupil et al., Proceedings of The CoRoT Mission Pre-Launch Status - Stellar Seismology and Planet Finding (ESA SP-1306), 2006
Phénomène de convection pénétrante d'une étoile massive
Le phénomène de convection pénétrante, mélangeant de la matière entre couches radiatives et convectives à l’intérieur des étoiles. Ici, un exemple pour une étoile massive © A. S. Jermyn et al., The Astrophysical Journal, 2022

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Études d’étoiles massives

CoRoT a observé des étoiles massives comme les étoiles de classe spectrale Be. Ces étoiles de la séquence principale ont la particularité d’avoir des raies d’émission dans leur spectre. Une autre particularité est qu’elles font parties des étoiles ayant des vitesses de rotation les plus rapides dans la séquence principale. Ces travaux ont par exemple été publiés par T. Semaan et al. (2013) : Study of faint Be stars in the exofield of CoRoT.

Des étoiles de type Beta Cephei, également de classe spectrale B ont été observées (par exemple C. Aerts et al. (2011) : Seismic modelling of the β Cephei star HD 180642 (V1449 Aquilae)), ainsi que des étoiles de classe O.

L’enjeu était, comme pour les étoiles moins massives, de déterminer leurs modes de vibration et leurs vitesses de rotation afin de caractériser les phénomènes de mélange dans leurs cœurs et enveloppe afin d’améliorer les modèles de structure internes. Tout ceci a permis de mieux estimer leurs stades d’évolution et donc leurs âges.

Schéma des étoiles Be observées par CoRoT et étudiées par T. Semaan et al
Les étoiles Be observées par CoRoT et étudiées par T. Semaan et al. (2013), placées sur un diagramme de Hertzsprung-Russell (température effective, luminosité). Les mesures obtenues avec CoRoT ont permis d’affiner leur positionnement sur ce diagramme © T. Semaan et al., Astronomy & Astrophysics, 2013

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Étude et découvertes de systèmes binaires à éclipses

De nombreux systèmes binaires à éclipses ont été découverts et/ou étudiés avec les données de CoRoT. Certaines étoiles composant ces systèmes étaient elles-mêmes variables. Par exemple, le système binaire CoRoT 102918586 a pu être entièrement caractérisé par C. Maceroni et al., (2012) : CoRoT 102918586: a γ Doradus pulsator in a short-period eccentric eclipsing binary. Il en va de même pour le système AU Monocerotis, dans l’étude de M. Desmet et al., (2009) : CoRoT photometry and high-resolution spectroscopy of the interacting eclipsing binary AU Monocerotis.

Schéma de la courbe de lumière de AU Monocerotis obtenue avec CoRoR
Courbe de lumière de AU Monocerotis obtenue avec CoRoR © M. Desmet et al., Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, 2009

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Découvertes d’exoplanètes et de naines brunes

Entre 2007 et 2022, 34 exoplanètes ont été découvertes dans les courbes de lumières de CoRoT, par la méthode des transits planétaires. Ce sont principalement des planètes géantes de type Neptune ou Jupiter, mais orbitant très proche de leurs étoiles (en grande majorité, leur demi-grand axe est inférieur à 0,1 UA). On les appelle des Neptunes ou Jupiters chauds.

Il faut également noter que la première super-Terre a été découverte dans les données de CoRoT, autour de l’étoile CoRoT-7. Une partie de cette moisson de planètes est décrite dans la publication de M. Deleuil et al., (2010) : CoRoT mission highlights.

En plus de ces planètes, 3 naines brunes ont été découvertes autour de 3 étoiles, comme celle découverte autour de CoRoT-34 par D. Sebastian et al., (2022) : Sub-stellar companions of intermediate-mass stars with CoRoT: CoRoT–34b, CoRoT–35b, and CoRoT–36b.

Comparaison des tailles de la Terre (à gauche), de Neptune (à droite), et de la première super-Terre découverte, CoRoT-7b, au centre
Comparaison des tailles de la Terre (à gauche), de Neptune (à droite), et de la première super-Terre découverte, CoRoT-7b, au centre © Aldaron