Aujourd'hui, les astronomes mettent en oeuvre des techniques de plus en plus sophistiquées pour observer finement des phénomènes se produisant dans l'atmosphère d'étoiles lointaines. Une équipe internationale, comprenant un chercheur CNRS de l'Observatoire de Paris (Paris est une ville française, capitale de la France et le chef-lieu de la région d’Île-de-France. Cette ville est construite sur une boucle de la Seine, au centre du bassin parisien, entre les confluents de la...) (1), a ainsi pu observer trois étoiles en fin de vie, - des géantes rouges (W Hydrae, R Doradus et R Leonis, situées à 180 et à 340 années-lumière) - à partir d'une technique pionnière dite de "masquage de pupille", installée sur l'un des quatre télescopes de 8 m du Very Large Telescope de l'ESO. En détectant dans leur atmosphère (Le mot atmosphère peut avoir plusieurs significations :) de gros grains de poussières, sources possibles de la présence d'un super vent, ils percent l'énigme liée à la perte de la masse (La masse est une propriété fondamentale de la matière qui se manifeste à la fois par l'inertie des corps et leur interaction gravitationnelle.) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la famille des Caryophyllaceae. Il comprend près de 90 espèces réparties à...). Ces résultats sont publiés dans le journal Nature, en date du 12 avril 2012.

Une équipe de chercheurs, menée par Barnaby Norris de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Peirce[1], un...) de Sydney en Australie, a mis en oeuvre sur le télescope (Un télescope (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir ») est un instrument optique qui permet d'augmenter la taille apparente des...) Yepun (2) du Very Large Telescope à Paranal au Chili une technique pionnière qui permet d'observer la polarisation ( la polarisation des ondes électromagnétiques ; la polarisation dûe aux moments dipolaires dans les matériaux diélectriques ; En électronique, la polarisation est le fait d'appliquer une tension pour...) de la lumière (La lumière désigne les ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 0,38 à 0,78 micron (380 nm à 780...) au sein de l'atmosphère d'étoiles. Ils ont installé sur le télescope un masque de pupille. Ce masque, l'équivalent d'une paire (On dit qu'un ensemble E est une paire lorsqu'il est formé de deux éléments distincts a et b, et il s'écrit alors :) de lunettes sur laquelle on dessine des figures circulaires, permet d'augmenter la qualité d'image du télescope, pour atteindre une résolution encore jamais obtenue. À titre de comparaison, cette résolution permettrait de distinguer du Chili les deux phares d'une voiture située en Australie.

Les chercheurs ont ainsi pu mettre en évidence la diffusion (Dans le langage courant, le terme diffusion fait référence à une notion de « distribution », de « mise à disposition » (diffusion d'un produit, d'une information), voire de « vaporisation » (diffuseur d'un...) de la lumière de l'étoile par les couches supérieures de leur atmosphère, et de ce fait, observer des grains de poussières de taille micrométrique, en grande quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de...). La présence de ces grains, et leur taille, pourrait être un ingrédient indispensable pour produire le "super vent" propre aux étoiles en fin de vie.

Les étoiles telles que le Soleil ((pourcentage en masse)) finissent leur vie par un "super vent". Environ 100 millions de fois plus fort que le vent solaire (Le vent solaire est un flux de plasma constitué essentiellement d'ions et d'électrons qui sont éjectés de la haute atmosphère du Soleil. Pour les étoiles autres que le Soleil, on parle généralement de vent stellaire.) actuel, il permet, au cours des derniers milliers d'années de la vie de l'étoile, de propulser à peu près la moitié de la masse de l'étoile dans le milieu interstellaire (En astronomie, le milieu interstellaire est le gaz raréfié qui, dans une galaxie, existe entre les étoiles et leur environnement proche. Ce gaz est habituellement extrêmement ténu, avec des densités typiques allant de 10 à 100...). Ce phénomène, dit d'astration, permet le recyclage (Le recyclage est un procédé de traitement des déchets industriels et des déchets ménagers qui permet de réintroduire, dans le cycle de production d'un produit, des matériaux qui le composent. L'un des exemples qui...) d'une grande partie de la masse de l'étoile, de façon à ce qu'elle serve de nouveau de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état gazeux. Elle occupe de l'espace et la quantité de matière se...) première à la création de nouvelles étoiles. À l'opposé ( En mathématique, l'opposé d’un nombre est le nombre tel que, lorsqu’il est à ajouté à n donne zéro. En botanique, les organes d'une plante sont dits opposés...), le coeur de l'étoile, qui aura échappé à la poussée de ce vent stellaire, deviendra une étoile morte, qui se refroidira lentement jusqu'à devenir un corps noir (En physique, un corps noir désigne un objet idéal dont le spectre électromagnétique ne dépend que de sa température. En pratique, un tel objet matériel n'existe pas, mais il représente un cas idéalisé servant de référence pour les physiciens....) dérivant dans le cosmos. La connaissance de la physique (La physique (du grec φυσικη) est étymologiquement la science de la nature. Son champ d'application actuel est néanmoins plus restreint : la physique décrit de...) de ce vent au crépuscule de la vie de l'étoile est donc primordiale pour connaître et prévoir l'évolution des galaxies dans leur ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble, désigne intuitivement une collection d’objets (que l'on appelle éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme...).

Pourtant, l'origine de ce super vent était inconnue. On a longtemps pensé qu'il résultait des photons (En physique des particules, le photon est la particule élémentaire médiatrice de l'interaction électromagnétique. Autrement dit, lorsque deux particules...) qui, en étant absorbés par la poussière, le propulsait en transférant une partie de leur énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.). Le problème vient du fait que l'étoile géante est trop brillante. Plusieurs milliers de fois plus brillante que le Soleil. De ce fait, les grains de poussière qui absorbent la lumière sont immédiatement évaporés. À l'opposé, des grains plus transparents ne bénéficieraient pas d'une poussée suffisante pour expliquer le flux (Le mot flux (du latin fluxus, écoulement) désigne en général un ensemble d'éléments (informations / données, énergie, matière, ...) évoluant dans un sens commun. Plus précisément le terme est employé dans les...) de ce vent stellaire.

C'est dans ce contexte (Le contexte d'un évènement inclut les circonstances et conditions qui l'entourent; le contexte d'un mot, d'une phrase, d'un long énoncé ou d'un texte inclut les mots qui l'entourent.) que l'équipe de scientifiques a découvert la présence dans l'atmosphère de grains ayant une taille beaucoup plus grande que celle supposé jusqu'alors. Ils ont trouvé des grains de la taille du micron. Une taille considérable pour un vent stellaire. Or, ces grains ont la propriété de dévier la lumière, au lieu de l'absorber. Ainsi, le flux stellaire peut pousser les grains sans les détruire. "La taille de ces grains a été un grande surprise pour nous" précise Sylvestre Lacour, chargé de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) CNRS (Le Centre national de la recherche scientifique, plus connu sous son sigle CNRS, est le plus grand organisme de recherche scientifique public français (EPST).) au Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation (Le mot instrumentation est employé dans plusieurs domaines :) en Astrophysique (L’astrophysique est une branche interdisciplinaire de l'astronomie qui concerne principalement la physique et l'étude des propriétés des objets de...) - LESIA de l'Observatoire de Paris. "L'environnement (L'environnement est tout ce qui nous entoure. C'est l'ensemble des éléments naturels et artificiels au sein duquel se déroule la vie humaine. Avec les enjeux...) proche des géantes rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) est bombardé de photons, et on n'explique toujours pas comment dans un environnement aussi extrême, nous pouvons avoir des grains de cette taille".

Pourtant, les observateurs voient bien la poussière quitter l'étoile à des vitesses de l'ordre de 10 km/s, la vitesse (La vitesse est une grandeur physique qui permet d'évaluer l'évolution d'une quantité en fonction du temps.) d'une fusée (Fusée peut faire référence à :) (ou 10 fois la vitesse d'une balle de fusil). "Mais même si on n'a pas résolu le problème de la formation des grains," poursuit Sylvestre Lacour, "leur grande taille permet d'expliquer comment l'étoile peut les propulser dans l'espace, sans les vaporiser avant même qu'ils puissent commencer à se déplacer".


Notes:

(1) Sylvestre Lacour est chargé de recherche CNRS au Laboratoire d'Études Spatiales et d'Instrumentation en Astrophysique – LESIA. Le LESIA est un département scientifique (Un scientifique est une personne qui se consacre à l'étude d'une science ou des sciences et qui se consacre à l'étude d'un domaine avec la rigueur et les méthodes scientifiques.) de l'Observatoire de Paris et un laboratoire Observatoire de Paris / CNRS / Université Pierre et Marie Curie (Maria Sk?odowska-Curie (née à Varsovie le 7 novembre 1867 et décédée à Sancellemoz le 4 juillet 1934), connue en France sous le nom de Marie Curie, est une physicienne polonaise naturalisée française[1].) / Université Paris Diderot.

(2) Ce télescope fait partie du Very Large Telescope, un observatoire exploité par l'ESO et financé par un consortium de pays (Pays vient du latin pagus qui désignait une subdivision territoriale et tribale d'étendue restreinte (de l'ordre de quelques centaines de km²), subdivision...), principalement européens.


Référence:

"A close halo of large transparent grains around extreme red giant stars" paru dans Nature le 12 avril 2012