Nouvelles découvertes sur les étoiles variables grâce à Gaia et TESS

Les étoiles, comme les humains, montrent parfois des changements de luminosité. Ces variations peuvent arriver régulièrement ou à des moments aléatoires, et les scientifiques les étudient pour en apprendre plus sur comment les étoiles naissent, vivent et meurent. En examinant de près ces Étoiles Variables, surtout les grosses et chaudes, on peut obtenir des aperçus sur les secrets de l'univers.

Récemment, deux missions spatiales, Gaia et TESS, ont fourni des infos précieuses sur ces étoiles variables. Gaia offre une vue d'ensemble de beaucoup d'étoiles dans notre galaxie, tandis que TESS se concentre sur la capture des changements de luminosité en détail sur des périodes plus courtes. La combinaison des données des deux missions crée un tableau plus complet de ces étoiles et de leur comportement.

#Comprendre les étoiles variables

Les étoiles variables sont importantes pour les astronomes car elles peuvent nous aider à comprendre la structure et l'évolution des étoiles. Certains types d'étoiles variables incluent :

• Étoiles pulsantes : Ces étoiles changent régulièrement de luminosité à cause de processus internes, comme des pulsations causées par la gravité.
• Binaires éclipsantes : Ce sont des systèmes où deux étoiles orbitent l'une autour de l'autre, faisant bloquer la lumière d'une étoile par l'autre périodiquement.
• Variables rotationnelles : Ces étoiles changent de luminosité à cause de leur rotation, ce qui entraîne une distribution inégale de leur lumière.

Étudier ces étoiles aide les astronomes à apprendre sur leur cycle de vie, leur taille et leur âge.

#Le rôle de Gaia et TESS

Gaia est une mission consacrée à la cartographie des étoiles dans notre galaxie. Elle collecte des données sur la position, la luminosité et le mouvement de millions d'étoiles. L'un de ses succès est de capturer des courbes de luminosité, qui sont des graphiques montrant comment la luminosité d'une étoile change au fil du temps.

TESS, d'autre part, se spécialise dans la capture de détails minutieux des changements de luminosité stellaire avec une grande précision sur des périodes plus courtes. TESS peut observer les étoiles plus souvent que Gaia, ce qui la rend idéale pour détecter des changements rapides de luminosité.

En combinant les données des deux missions, les scientifiques peuvent confirmer les types de variabilité d'une étoile et mieux comprendre ses propriétés physiques.

#Analyse des données

L'objectif principal de la recherche actuelle est d'analyser les courbes de luminosité provenant à la fois de Gaia et de TESS pour un grand échantillon d'étoiles variables, en se concentrant particulièrement sur les étoiles massives chaudes classées comme types OBAF. L'analyse inclut la confirmation du comportement pulsant de ces étoiles et leur classification précise basée sur leurs courbes de luminosité.

#Sélection de l'échantillon

À partir des données étendues fournies par Gaia, les chercheurs ont sélectionné environ 106 000 étoiles candidates. Parmi celles-ci, environ 60 000 avaient des données TESS disponibles. Ces étoiles appartiennent à plusieurs catégories de Pulsateurs, comme les étoiles Dor, Scuti, SPB et Céphéides. L'objectif est de vérifier les classifications faites par Gaia en utilisant les courbes de luminosité plus détaillées de TESS comme référence.

#Méthodologie

Pour analyser les courbes de luminosité, les chercheurs examinant d'abord les fréquences dominantes et secondaires dans les données. Ils collectent les fréquences détectées à partir des courbes de luminosité TESS et Gaia pour comparaison. Une partie clé de l'analyse implique une technique appelée pré-blanchiment, qui permet aux chercheurs de retirer le bruit et de mettre en évidence les fréquences de pulsation significatives.

En utilisant un classificateur de forêt aléatoire basé sur les caractéristiques, les chercheurs peuvent catégoriser le type de variabilité des étoiles basé sur les caractéristiques de leur courbe de luminosité. En utilisant des techniques d'apprentissage automatique, ils identifient systématiquement différents types de variabilité stellaire.

#Résultats de l'analyse

Les résultats montrent un fort accord entre les classifications faites par Gaia et TESS. Environ 80 % des fréquences dominantes détectées par TESS correspondaient à ce qui a été trouvé dans les données de Gaia. Par exemple, on a observé que les pulsateurs g-mode démontraient un motif de fréquence cohérent, ce qui renforce l'idée que ces étoiles font partie d'un spectre continu de types de pulsation.

#Détails des résultats

• Pulsateurs g-mode : Ce groupe formait une série continue parmi les étoiles massives chaudes, indiquant que les mécanismes causant ces pulsations pourraient nécessiter une réévaluation. Leurs processus d'excitation pourraient impliquer plusieurs facteurs physiques qui ne sont pas encore complètement compris.

• Pulsateurs p-mode : L'analyse a révélé que pour ces pulsateurs, les fréquences dominantes ont démontré une précision de 69 % en correspondance avec les résultats de TESS. C'est particulièrement remarquable puisque les courbes de luminosité TESS capturent des signaux plus brillants et à changement rapide plus efficacement.

• Distribution des amplitudes : Une comparaison des distributions d'amplitude pour différents types de variabilité a indiqué que les étoiles Dor et SPB présentaient des caractéristiques d'amplitude similaires, suggérant qu'elles pourraient partager des mécanismes d'excitation physique communs.

#Implications pour les recherches futures

La recherche a généré un catalogage de pulsateurs nouvellement confirmés basé sur les données de TESS, offrant une ressource riche pour des études ultérieures en asteroseismologie, qui est l'étude des oscillations stellaires. Ce catalogue inclut des infos détaillées sur les pulsateurs, notamment leurs fréquences dominantes, les probabilités de classification et le nombre de modes de pulsation indépendants détectés.

Ces résultats devraient aider dans les études futures visant à comprendre les processus de formation et de développement des étoiles de manière plus approfondie. L'exactitude des classifications de Gaia, validée par TESS, ouvre de nouvelles voies pour enquêter sur la nature de diverses populations stellaires.

#Conclusion

La combinaison des données de Gaia et TESS s'est révélée inestimable pour étudier les étoiles variables dans notre galaxie. En analysant ces courbes de luminosité, les scientifiques peuvent confirmer les classifications de nombreuses étoiles massives chaudes, menant à une meilleure compréhension de la physique stellaire.

Les données denses provenant de ces missions permettent aux chercheurs d'identifier de nouvelles voies pour explorer les comportements stellaires, contribuant finalement à une compréhension plus profonde de l'univers. Cette recherche prépare le terrain pour de futures initiatives avec des projets à venir comme Gaia DR4 et la mission PLATO, qui continueront d'avancer notre connaissance du cosmos.

Grâce à une collaboration continue et à des méthodologies innovantes, l'étude des étoiles variables reste un domaine prometteur et dynamique, avec des découvertes potentielles qui peuvent redéfinir notre compréhension de l'évolution stellaire et des mécanismes en jeu dans notre galaxie.