Des astronomes utilisant des simulations avancées sur superordinateurs ont découvert que la rotation stellaire permet à la matière provenant des profondeurs des étoiles géantes rouges d'atteindre leur surface. Des chercheurs de l'Université de Victoria et de l'Université du Minnesota ont identifié ce mécanisme, résolvant ainsi une énigme qui préoccupait les scientifiques depuis les années 1970. Les résultats, publiés dans Nature Astronomy, expliquent les changements observés dans la chimie de surface.
Les étoiles géantes rouges, qui se dilatent considérablement après avoir épuisé l'hydrogène dans leur noyau, présentent des changements déconcertants dans leur composition de surface à mesure qu'elles évoluent. Depuis les années 1970, les astronomes ont noté des variations, telles que des modifications du rapport carbone-12 sur carbone-13, indiquant que la matière altérée par les réactions nucléaires au sein du noyau doit traverser une couche barrière stable pour atteindre l'enveloppe convective externe. Une nouvelle étude a identifié la rotation stellaire comme le moteur principal de ce processus de mélange. Simon Blouin, chercheur principal et boursier postdoctoral au Centre de recherche en astronomie de l'Université de Victoria, a expliqué : > Grâce à des simulations 3D à haute résolution, nous avons pu identifier l'impact que la rotation de ces étoiles avait sur la capacité des éléments à franchir cette barrière. La rotation stellaire est cruciale et fournit une explication naturelle aux signatures chimiques observées chez les géantes rouges typiques. L'équipe a constaté que la rotation amplifie l'effet de mélange des ondes internes de plus de 100 fois par rapport aux étoiles ne tournant pas, une rotation plus rapide renforçant davantage cet effet. Les modèles précédents montraient que les ondes transportaient une quantité minimale de matière, mais la rotation change radicalement cette donne. Falk Herwig, chercheur principal et directeur de l'ARC, a souligné le rôle des avancées récentes en calcul haute performance : > Jusqu'à récemment, bien que la rotation stellaire ait été considérée comme faisant partie de la solution à cette énigme, des capacités de calcul limitées nous empêchaient de tester quantitativement cette hypothèse. Les simulations ont été exécutées au Texas Advanced Computing Centre de l'Université du Texas à Austin et sur le supercalculateur Trillium du Canada au SciNet, à l'Université de Toronto, lancé en août 2025. Herwig a mis en avant la puissance de Trillium : > Nous n'avons pu découvrir un nouveau processus de mélange stellaire que grâce à l'immense puissance de calcul de la nouvelle machine Trillium. Ces recherches, soutenues par le CRSNG, la NSF et le département de l'Énergie des États-Unis, offrent des perspectives sur l'avenir du Soleil en tant que géante rouge et ont des applications dans la dynamique des fluides au sein des océans et des atmosphères.