ALMA capture les magnifiques images d'un combat stellaire
Publié par Redbran le 08/02/2020 à 14:00
Source: ESO
Grâce au Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA) dont l'ESO est un partenaire, des astronomes ont repéré l'existence d'un nuage de gaz particulier, fruit de la rencontre entre deux étoiles. L'une des deux étoiles est devenue si volumineuse qu'elle a englouti l'autre qui, à son tour, a tournoyé en direction son compagnon, l'obligeant à expulser ses enveloppes externes.


Cette nouvelle image acquise par ALMA témoigne de l'issue d'un combat stellaire: une structure de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la matière n'a pas de forme propre ni de volume propre : un...) complexe et étonnante en périphérie (Le mot périphérie vient du grec peripheria qui signifie circonférence. Plus généralement la périphérie désigne une limite...) du système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre binaire ») les chiffres de la numération binaire. Ceux ci ne peuvent...) HD101584. Les couleurs représentent la vitesse (On distingue :), s'échelonnant du bleu (Bleu (de l'ancien haut-allemand « blao » = brillant) est une des trois couleurs primaires. Sa longueur d'onde est comprise approximativement entre 446 et 520 nm. Elle...) – le gaz se déplaçant le plus rapidement dans notre direction – au rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.) – le gaz s'éloignant le plus rapidement dans la direction opposée. Les jets situés le long de la ligne de visée propulsent la 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,...) figurée en bleu ou rouge. Les étoiles de la binaire forment un seul et unique point (Graphie) brillant au sein de la structure annulaire colorée en vert (Le vert est une couleur complémentaire correspondant à la lumière qui a une longueur d'onde comprise entre 490 et 570 nm. L'œil humain possède un récepteur, appelé cône M,...), qui se déplace à la même vitesse que l'ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) du système le long de la ligne de visée. Aux dires des astronomes, cet anneau trouve son origine dans la matière éjectée, alors que l'étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la...) de masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force...) inférieure spiralait en direction de son compagnon, la géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles se situent entre les...) rouge.
Crédit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Olofsson et al. Acknowledgement: Robert Cumming

A l'instar des humains, les étoiles évoluent au fil du temps (Le temps est un concept développé par l'être humain pour appréhender le changement dans le monde.) pour finalement s'éteindre. Ainsi, lorsque le Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la...) et les étoiles de même type auront consumé l'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.) composant leur noyau, leur volume (Le volume, en sciences physiques ou mathématiques, est une grandeur qui mesure l'extension d'un objet ou d'une partie de l'espace.) augmentera. Le Soleil se transformera alors en une brillante géante rouge. Puis, il perdra ses enveloppes externes. Seul son noyau subsistera: une étoile chaude et dense baptisée naine blanche.

“Le système stellaire HD101584 est particulier dans la mesure où ce 'processus final' s'est achevé prématurément et de façon spectaculaire, le proche compagnon de faible masse ayant été englouti par la géante” précise Hans Olofsson 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). Aux...) de Technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de Chalmers, Suède, auteur d'une récente étude de cet intrigant objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans un espace à trois dimensions, qui a une fonction précise, et qui peut être désigné par une étiquette verbale. Il est défini...), parue au sein de la revue Astronomy & Astrophysics.

Grâce aux nouvelles observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir...) effectuées au moyen d'ALMA, complétées des données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent codée, d'une chose, d'une transaction d'affaire, d'un événement, etc.) acquises par le télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...) APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) de l'ESO, Hans Olofsson et son équipe sont désormais en mesure d'assimiler les événements s'étant produits au sein du système binaire HD101584 à un véritable combat stellaire. Alors que l'étoile principale se changeait en géante rouge, son volume augmenta suffisamment pour absorber sa compagne de masse inférieure. En réponse, l'étoile de plus faibles dimensions (Dans le sens commun, la notion de dimension renvoie à la taille ; les dimensions d'une pièce sont sa longueur, sa largeur et sa profondeur/son...) tournoya en direction du coeur de la géante, sans pour autant entrer en collision (Une collision est un choc direct entre deux objets. Un tel impact transmet une partie de l'énergie et de l'impulsion de l'un des corps au second.) avec elle. Cette stratégie (La stratégie - du grec stratos qui signifie « armée » et ageîn qui signifie « conduire » - est :) se solda par l'explosion (Une explosion est la transformation rapide d'une matière en une autre matière ayant un volume plus grand, généralement sous forme de gaz. Plus cette transformation s'effectue rapidement, plus la...) de l'étoile géante, la dispersion (La dispersion, en mécanique ondulatoire, est le phénomène affectant une onde dans un milieu dispersif, c'est-à-dire dans lequel les différentes fréquences...) de ses enveloppes gazeuses externes et la mise à nu de son noyau.

Aux dires de l'équipe, la structure complexe de gaz qui compose la nébuleuse (Une nébuleuse (du latin nebula, « nuage ») désigne, en astronomie, un objet céleste d’aspect diffus composé de gaz raréfié et/ou de poussières...) HD101584 résulte du mouvement hélicoïdal de l'étoile de faibles dimensions en direction de la géante rouge, ainsi que des jets de gaz générés lors de ce processus. En se propageant au travers des enveloppes de gaz déjà éxpulsées, ces jets leur ont porté un coup fatal, les transformant en anneaux de gaz et les dispersant en blobs de couleurs bleue et rouge, au sein de la nébuleuse.


Localisation de HD101584 dans la constellation du Centaure

Un combat stellaire présente l'intérêt d'aider les astronomes à mieux comprendre l'évolution finale d'étoiles tel le Soleil. “Aujourd'hui, nous sommes en mesure de décrire les phases finales communes à de nombreuses étoiles de type Soleil. Toutefois, nous ne connaissons pas la raison pour laquelle ni le processus exact grâce auquel cela se produit. Parce qu'elle se situe précisément dans cette courte phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) de transition entre des stades d'évolution mieux étudiés, HD101584 nous offre d'importantes clés de compréhension de ces processus. Les images détaillées de 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 écologiques actuels, le terme environnement tend...) de HD101584 nous permettent d'établir un lien entre l'étoile géante qu'elle était auparavant et le vestige stellaire qu'elle sera prochainement” ajoute Sofia Ramstedt de l'Université d'Uppsala, Suède, co-auteure de cette étude.

Une autre co-auteure, Elizabeth Humphreys de l'ESO au Chili, souligne qu'ALMA et APEX, implantés dans le désert (Le mot désert désigne aujourd’hui une zone stérile ou peu propice à la vie, en raison du sol impropre, ou de la faiblesse des...) de l'Atacama, remplirent des rôles essentiels, permettant à l'équipe de sonder “à la fois les mécanismes physiques et chimiques en action” au sein du nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage...) de gaz. Et d'ajouter: “Cette surprenante image de l'environnement circumstellaire de HD101584 n'aurait pu être acquise sans l'extrême sensibilité ni la formidable résolution angulaire d'ALMA.”

Les télescopes actuels permettent aux astronomes d'étudier le gaz situé en périphérie de la binaire. Toutefois, les deux étoiles figurant au centre de la nébuleuse sont trop proches l'une de l'autre et trop distantes de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive des quatre planètes...) pour pouvoir être résolues. L'ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, actuellement en construction dans le Désert de l'Atacama au Chili, “fournira des informations sur le coeur de l'objet” conclut Hans Olofsson, permettant ainsi aux astronomes d'examiner de plus près les deux adversaires de ce combat stellaire.


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