Enfin un modèle réaliste pour Altaïr, une étoile à la rotation extrême !

Altaïr, étoile brillante du ciel d’été, est connue pour sa rotation très rapide. L’effet centrifuge est tel que son rayon polaire est 20% plus petit que son rayon équatorial. Cet important écart à la sphère a rendu la modélisation d’Altaïr impossible par les approches classiques en physique stellaire. Pour la première fois, sa modélisation à deux dimensions a pu être réalisée, en incorporant les observations les plus en pointes. Elle révèle qu’Altaïr est une étoile bien plus jeune que prévu par des estimations antérieures.

Située à 17 années-lumière de la Terre, Altaïr est dans notre toute proche banlieue. Etoile de première grandeur dans la constellation de l’aigle, elle a attiré l’attention des astronomes par sa vitesse de rotation extrême, plus de cent fois supérieure celle du soleil. Une telle rotation engendre un aplatissement centrifuge notable et cette étoile a donc été la cible privilégiée des interféromètres travaillant dans le proche infrarouge depuis la première estimation de son aplatissement par G. van Belle en 2001. L’amélioration successive des techniques interférométriques a permis ensuite d’aboutir à une très bonne image de la surface d’Altaïr.

L’observation d’Altaïr a donc fait durant les deux dernières décennies d’immenses progrès, qui contrastent toutefois avec la faiblesse des modèles la décrivant. On peut cependant comprendre pourquoi : les modèles couramment utilisés pour décrire les étoiles sont à symétrie sphérique et peinent à tenir compte d’un aplatissement centrifuge important. Le progrès décisif accompli par une équipe de chercheurs issus du Laboratoire Lagrange (CNRS / Univ. Côte d’Azur / Obs. de la Côte d’Azur), du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (LESIA, Obs. de Paris-PSL / CNRS / Sorbonne Univ. / Univ. Paris Diderot) et de l’Institut de recherche en astrophysique et planétologie (IRAP, Univ. de Toulouse / CNRS / IRAP) a été d’utiliser deux dimensions d’espace pour modéliser Altaïr.

Ce modèle a été calculé par le code ESTER développe à l’IRAP, code qui incorpore tous les effets d’une rotation rapide. Les données des instruments interférométriques PIONIER et GRAVITY du VLTI-ESO associées à des données spectroscopiques et sismologiques plus anciennes ont alors permis d’aboutir à un modèle de concordance qui satisfait toutes les contraintes observationnelles connues. Grâce au modèle, nous évaluons maintenant la masse d’Altaïr à 1,86 fois celle du Soleil et donnons une nouvelle estimation de son âge, qui passe de un milliard d’années selon les modèles sphériques à environ 100 millions d’années !

Cette nouvelle jeunesse d’Altaïr aura des conséquences sur notre connaissance de la formation des étoiles au voisinage du Soleil. Plus largement, cette modélisation réussie ouvre la porte à une compréhension plus fine des étoiles massives réputées être les fabricantes des métaux de l’Univers.

Ressources complémentaires

• Publication scientifique : K. Bouchaud, A. Domiciano de Souza, M. Rieutord, D. R. Reese and P. Kervella. A realistic two-dimensional model of Altair. Astronomy & Astrophysics (2020) doi: 10.1051/0004-6361/201936830
• The ESTER project and the Ester code at IRAP
• Revue de Presse :
  • Futura-Sciences : L’étoile Altaïr a enfin un modèle pour sa rotation rapide

Contact IRAP

• Michel Rieutord, michel.rieutord@irap.omp.eu