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Le prix « La Recherche » à Christophe Lovis (UniGe)

Christophe Lovis, membre du PRN PlanetS à l’Université de Genève, a reçu en début d’année le prix «La Recherche» octroyé par la prestigieuse revue française du même nom et destinée au grand public. Dans un article publié dans la revue Astronomy & Astrophysics Christophe Lovis et ses collègues ont démontré que Proxima du Centaure était liée gravitationnellement au couple Alpha du Centaure A et B. Une première qui leur a valu la distinction du meilleur travail francophone en astronomie.

Christophe Lovis de l’Université de Genève (Photo UniGe)

«C’était une surprise, je ne m’y attendais pas du tout» déclare avec un large sourire Christophe Lovis, «mais je suis assez fier, car c’est un joli résultat qui aurait mérité plus d’écho». En effet, le travail publié pose la question de savoir si Proxima du Centaure est liée à Alpha du Centaure A et B. Pour pouvoir y répondre les astronomes avaient besoin de connaître précisément les coordonnées des positions et des vitesses des 3 astres en question. Les positions et les mouvements propres ont été obtenus, grâce aux mesures du satellite Hipparcos. Restait alors à mesurer les vitesses radiales absolues des trois corps, «on sait très bien mesurer les variations de vitesses radiales, c’est d’ailleurs comme ça qu’on a découvert des exoplanètes» explique Christophe Lovis, «en revanche, la mesure des vitesses absolues est un exercice beaucoup plus difficile». Pour Alpha du Centaure, les chercheurs ont utilisé les spectres de haute résolution pris par HARPS et se sont basés sur l’hypothèse qu’Alpha est une étoile quasi identique au Soleil. «En supposant qu’Alpha est une étoile solaire, nous pouvons soustraire du spectre les effets liés à la gravité et à la turbulence de l’étoile», rappelle Christophe Lovis, et ainsi calculer précisément sa vitesse radiale.

Pour Proxima, les choses sont plus compliquées. Proxima est une naine rouge dont le spectre est caractérisé par un grand nombre de raies moléculaires rendant le calcul de la vitesse radiale très imprécis, voire impossible. Pour surmonter cet obstacle, Christophe Lovis a eu l’idée d’utiliser des raies en émission au lieu de celles en absorption. Les raies des éléments chimiques Sodium et Calcium sont aisément modélisables et ajustables, pour en déduire leur position sur le spectre. Puis, en comparant avec les valeurs obtenues en laboratoire, il est alors possible d’obtenir la vitesse radiale. «C’est la première fois qu’on utilise une telle méthode» explique l’astronome un peu surpris que personne n’y ait pensé avant, car ces raies sont bien assez intenses pour pouvoir être identifiables et modélisables.

Une fois les vitesses et les positions obtenues dans les trois dimensions de l’espace, les chercheurs ont pu calculer la vitesse de libération de Proxima, par rapport au système binaire principal. Résultat: Proxima reste liée au système, si sa vitesse est inférieure à 545 m/s. Or les calculs des chercheurs montrent que Proxima se déplace avec une vitesse de 273m/s, avec une barre d’erreur de plus ou moins 49 m/s, indiquant clairement que Proxima est lié au système et donc en orbite autour de Alpha du Centaure A et B. «Le grand progrès se situe au niveau de la barre d’erreur» explique Christophe Lovis, «c’est la première fois qu’elle est aussi petite et permet de dire sans ambiguïté que Proxima est lié au système». Les astronomes ont également pu calculé les autres paramètres de l’orbite, comme la période de révolution qui est de 550’000 ans, son excentricité de 0.5 et son demi grand axe de 8700 UA.

«Un prix ? C’est sur que ça fait plaisir» confirme le chercheur pour qui sa méthode de calcul de vitesse radiale absolue devrait permettre d’aller bien au delà du Centaure. En effet, car si on connaît bien la dynamique des systèmes doubles, quand les étoiles sont proches l’une de l’autre, on a en revanche encore beaucoup d’inconnues en ce qui concerne les systèmes où les étoiles sont éloignées les unes des autres. La technique de calcul des vitesses radiales absolues, grâce aux raies en émission, devrait combler le manque de connaissance qui existe entre les galaxies et les étoiles.

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