Les taches de rousseur stellaires en rayons X express
Une planète glisse devant le disque de son étoile — et devient un instant une lampe de poche. Elle masque une minuscule portion de la surface, révélant des détails qui, autrement, échappent au regard. C'est ainsi que des astronomes ont plongé au cœur des taches sombres de l'étoile V1298 Tauri, un jeune jumeau de notre Soleil. Ils ont été aidés par le télescope spatial James Webb et par trois planètes géantes en orbite.
Les taches stellaires ne sont pas de simples points. Comme sur le Soleil, elles possèdent une ombre (l'umbra) et une pénombre (la penumbra). Les scientifiques ont saisi 14 moments où une planète occultait une telle tache et ont enregistré le spectre — décomposant la lumière en couleurs. En observant comment la luminosité variait à différentes longueurs d'onde (de 0.8 à 2.8 micromètres), ils ont calculé la température de l'ombre et de la pénombre. L'ombre s'est révélée plus froide de mille cinq cents degrés que la photosphère de l'étoile, et la pénombre de quelques centaines de degrés. Cela reproduit exactement le schéma des taches solaires.
Les taches de V1298 Tauri couvrent environ 30% de la surface de l'ombre, et le rapport ombre/pénombre est le même que sur le Soleil. C'est surprenant, car l'étoile n'a que 20 à 30 millions d'années, alors que le Soleil en a 4,5 milliards. Il s'avère que la structure des taches — ombre et pénombre — ne change pas avec l'âge. Seul leur nombre total change : sur une jeune étoile, les régions actives sont plus nombreuses et plus grandes.
Cette méthode — la spectroscopie de transit des taches — ouvre une nouvelle fenêtre sur la physique stellaire. Auparavant, on jugeait des taches par l'éclat global de l'étoile ; désormais, on peut en discerner la structure interne. C'est important non seulement pour comprendre l'évolution stellaire, mais aussi pour la recherche d'autres mondes : l'activité de l'étoile peut masquer ou imiter les signes de planètes.
La température dans l'ombre d'une tache solaire est d'environ 3700°C. C'est 1800 degrés de moins que la photosphère environnante, mais c'est encore assez chaud pour faire fondre le tungstène.
Dans le roman « Rendez-vous avec Rama » d'Arthur C. Clarke, les héros observent le passage de Mercure devant le disque du Soleil — une scène qui rappelle le transit qui a permis aux scientifiques d'étudier les taches d'une autre étoile.