Le disque autour des étoiles actives obéit aux lois de Kepler !

Une équipe internationale, dirigée par un chercheur du CNRS, vient de répondre à une question que les astronomes se posaient depuis la découverte de la première étoile chaude active (Be) par le Père Angelo Secchi le 23 août 1866 à Rome. Quelle est la loi suivie par la rotation du disque circumstellaire qui entoure l'étoile centrale ? Pour la première fois cette équipe a pu apporter une réponse sans ambiguïté: la rotation du disque est képlérienne, comme peut l'être la rotation des planètes de notre Système Solaire.


C'est à nouveau l'étoile Be alpha Arae qui est sous les feux de l'actualité, après la découverte du confinement de son disque circumstellaire par un possible compagnon de très faible masse (entre 1,4 et 2,8 masses solaires) situé à environ 32 rayons stellaires de l'étoile centrale (1). L'équipe internationale, conduite par Philippe Stee, chercheur du CNRS à l'Observatoire de la Côte d'Azur, vient d'observer à nouveau cette étoile avec le VLTI de l'ESO et son nouvel instrument AMBER. Ils ont réussi, en combinant la très haute résolution spatiale d'AMBER (2) (inférieure à 1 unité astronomique = 150 millions de km) et sa moyenne résolution spectrale (1500), à montrer pour la première fois de façon directe, que la rotation du disque circumstellaire autour de l'étoile centrale suivait la loi képlérienne à l'instar des planètes de notre Système Solaire.

Ce résultat rejette ainsi d'autres hypothèses comme la rotation rigide, où la matière serait figée dans des lignes de champ magnétique et forcée de tourner à la même vitesse que l'étoile centrale ou encore la conservation du moment angulaire, loi à laquelle est soumis un patineur en rotation sur lui même, qui voit sa vitesse de rotation augmenter au fur et à mesure qu'il rapproche les bras de son corps. Cette question soulevée dès la découverte de la première étoile de type Be par le Père Angelo Secchi en 1866 était restée sans réponse jusqu'à ce jour.

Ces chercheurs ont également montré qu'alpha Arae, qui tourne à 470 km/s, était proche à plus de 90 % de sa vitesse critique. Cette vitesse critique permettrait à la matière de s'échapper librement à l'équateur de la surface de l'étoile, sous l'effet de la force centrifuge, comme on pourrait être éjecté d'un manège qui tournerait de plus en plus vite. Enfin, ils ont également montré que le disque circumstellaire dense autour de l'étoile centrale était vraisemblablement traversé de part et d'autre par un vent stellaire important qui s'écoule le long de l'axe de rotation de l'étoile à une vitesse atteignant les 2 000 km/s.


(1) Cette observation a été réalisée avec le Very Large Telescope Interferometer de l'ESO installé sur le site de Paranal au Chili et son instrument MIDI
(2) AMBER est un système permettant de mélanger la lumière provenant de plusieurs télescopes, le faisceau étant ensuite envoyé vers un spectrographe.