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Les astronomes ont capturé la première image rapprochée d’une étoile au-delà de notre galaxie, prise à un moment dramatique vers la fin de la vie de l’étoile. Dans ce document, l’étoile « géante » semble souffler du gaz et de la poussière, une dernière étape critique avant d’exploser en supernova.
L’étoile, connue sous le nom de WOH G64, se trouve à 160 000 années-lumière de la Terre, dans le Grand Nuage de Magellan, une petite galaxie voisine qui orbite autour de la Voie lactée. Les chercheurs ont pris la photo à l’aide de l’interféromètre à très grand télescope de l’Observatoire européen austral, situé dans le désert d’Atacama au Chili.
Cette image sans précédent, combinée aux observations de WOH G64 au cours de la dernière décennie, a donné aux astronomes l’occasion d’assister à des moments clés du violent cycle de vie d’une étoile. Une étude décrivant une comparaison des observations publiée jeudi dans la revue Astronomy & Astrophysics.
“Pour la première fois, nous avons réussi à prendre une image agrandie d’une étoile mourante dans une galaxie située en dehors de notre propre Voie Lactée”, a déclaré l’auteur principal de l’étude, Keiichi Ohnaka, astrophysicien de l’Université nationale Andrés Bello au Chili, dans un communiqué. . « Nous avons découvert un cocon en forme d’œuf entourant étroitement l’étoile. Nous sommes enthousiasmés car cela pourrait être lié à l’éjection drastique de matière de l’étoile mourante avant l’explosion d’une supernova.
WOH G64 est une étoile supergéante rouge 2 000 fois plus grande que notre soleil, ce qui a conduit les astronomes à l’appeler « l’étoile géante ». Au cours des dernières étapes de leur vie, les supergéantes rouges se débarrassent de leurs couches externes de gaz et de poussière, un processus qui peut durer des milliers d’années.
Les scientifiques ont découvert l’étoile pour la première fois en 1981, et les observations du satellite astronomique infrarouge plus tard dans la décennie ont révélé que WOH G64 était incroyablement lumineux et l’un des exemples les plus extrêmes de supergéante rouge, a déclaré le co-auteur de l’étude Jacco van Loon, directeur de l’observatoire de Keele au Royaume-Uni. Université de Keele.
Van Loon observe le WOH G64 depuis les années 1990 et l’étudie en tant qu’étudiant à l’Observatoire européen austral. Il a pu mesurer la vitesse à laquelle l’étoile libérait de la matière dans l’espace et s’est rendu compte qu’elle ne serait pas en mesure de maintenir le taux d’éjection longtemps avant de n’avoir plus rien à perdre.
Au fil du temps, van Loon a observé la luminosité de l’étoile varier, suggérant qu’elle passait d’une énorme supergéante rouge à une étoile plus petite et plus chaude.
L’équipe d’Ohnaka a utilisé l’interféromètre du très grand télescope pour étudier l’étoile en 2005 et 2007, mais les chercheurs ont attendu des années avant que l’un des instruments de deuxième génération du télescope, GRAVITY, soit développé avant qu’une image de l’étoile ne soit possible.
Les scientifiques ont comparé les dernières observations réalisées via GRAVITY avec les précédentes, révélant que l’étoile s’est considérablement atténuée au cours de la dernière décennie.
“Nous avons constaté que l’étoile a connu un changement significatif au cours des 10 dernières années, ce qui nous offre une rare opportunité d’observer la vie d’une étoile en temps réel”, a déclaré Gerd Weigelt, co-auteur de l’étude et professeur d’astronomie à l’Institut Max Planck de Radioastronomie à Bonn, en Allemagne, dans un communiqué.
L’équipe d’astronomie pense que les gaz et la poussière libérés par l’étoile sont responsables de son atténuation ces dernières années ainsi que de la forme inhabituelle et allongée du cocon de poussière qui s’est formé autour de WOH G64. Il est également possible qu’une étoile compagnon invisible ait influencé la forme du cocon, ont indiqué les auteurs de l’étude.
WOH G64 est l’une des étoiles les plus grandes et les plus lumineuses du Grand Nuage de Magellan, et si elle remplaçait notre Soleil, elle s’étendrait bien au-delà de l’orbite de Jupiter, a déclaré Edward Guinan, professeur d’astronomie et d’astrophysique à l’Université Villanova en Pennsylvanie. Guinan n’a pas été impliqué dans la nouvelle étude. Si l’étoile explosait dans le futur, elle serait visible à l’œil nu.
“Ils ont capturé une image étonnante en utilisant l’instrument VLTI/Gravity de l’étoile et de son énorme tore complexe de gaz/poussière éjecté”, a déclaré Guinan dans un e-mail, faisant référence à la forme en beignet du nuage autour de l’étoile.
Il a fallu 160 000 ans à la lumière depuis le moment de la vie de l’étoile capturée dans la nouvelle image pour atteindre la Terre. WOH G64 avait probablement une masse de 25 à 40 fois supérieure à celle du Soleil à sa naissance, et ces étoiles massives meurent lorsque leur noyau s’effondre, conduisant à la création d’un trou noir, a déclaré van Loon. Bien que l’étoile soit susceptible de devenir une supernova, il est impossible de dire quand l’explosion pourrait se produire.
“Nous n’avons jamais été en mesure de dire avec précision quand une supergéante rouge va exploser, car nous ne pouvons pas regarder à l’intérieur”, a déclaré van Loon. « Ce que nous savons, c’est qu’une de ces supernovas observée dans la même galaxie en 1987, à la surprise de tous les astronomes, était une supergéante bleue qui avait explosé. Le télescope spatial Hubble a rapidement révélé qu’il s’agissait effectivement d’une supergéante rouge dans le passé, peut-être 20 000 ans avant l’explosion. Nous pourrions voir WOH G64 subir une telle (a) métamorphose, auquel cas cela pourrait encore prendre des milliers d’années avant de le voir exploser.
Les étoiles supergéantes bleues rares font partie des étoiles les plus chaudes et les plus brillantes de l’univers. Mais d’autres supernovas lointaines ont montré qu’avant d’exploser, les étoiles éjectaient des nuages denses des décennies auparavant.
“Si c’est ce que nous voyons (WOH G64) faire, alors un spectacle nous attend bientôt”, a déclaré van Loon.
Ces dernières années, les astronomes étudiant la supergéante rouge Bételgeuse, située à environ 645 années-lumière de la Terre dans la Voie lactée, ont vu cette étoile s’assombrir de manière inattendue, ce qui a amené certains à croire qu’elle était sur le point d’exploser. Certains astronomes pensent que c’est simplement un nuage de poussière éjecté par l’étoile qui a provoqué l’obscurcissement. Il est loin d’être aussi brillant ou variable que WOH G64, a déclaré van Loon, et n’a connu qu’un bref hoquet par rapport à ce que subit WOH G64.
“Bien que Bételgeuse ne soit pas en phase avec son affichage, WOH G64 aurait pu se défaire de son manteau et avoir changé pour toujours”, a-t-il déclaré dans un e-mail.
L’équipe d’Ohnaka prévoit de capturer davantage d’images de l’étoile à l’avenir, ce qui sera un défi à mesure qu’elle s’affaiblit. Mais les mises à jour prévues des instruments du télescope seront utiles, a déclaré Ohnaka.
Au cours de la dernière décennie, van Loon s’est aventuré dans d’autres domaines de l’astrophysique. Mais WOH G64 l’a amené « à nouveau à étudier ces étoiles monstres », a déclaré van Loon.
“Les détails que nous pouvons maintenant voir sont étonnants, comparables à l’observation d’une personne sur la Lune”, a-t-il déclaré. « Mais en plus, nous l’avons attrapé alors qu’il devait faire quelque chose de dramatique. La goutte allongée que nous voyons sur notre image est un dense nuage de poussière. Il est donc difficile de voir l’étoile elle-même, mais tout indique qu’il s’agit effectivement d’une étoile beaucoup plus chaude maintenant. Je me sens très chanceux d’en être témoin, car nous aurions pu l’observer pendant des milliers d’années sans voir beaucoup de changement.
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