Etoiles binaires: danser avec l'ennemi
Publié par Adrien le 13/12/2018 à 08:00
Source: ESO
En testant un nouveau sous-système de l'instrument SPHERE, un chasseur d'exoplanètes installé sur le Very Large Telescope de l'ESO, les astronomes ont pu capturer, avec une résolution inédite - supérieure à celle caractérisant les observations d'Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour complet de la Terre toutes les 100 minutes. Il est nommé en...), les moindres détails de l'interaction (Une interaction est un échange d'information, d'affects ou d'énergie entre deux agents au sein d'un système. C'est une action réciproque qui suppose l'entrée en contact de sujets.) turbulente entre les deux étoiles du système R Aquarii.


Sur cette image spectaculaire - le second opus de la semaine de l'ESO consacrée à R Aquarii - figurent les détails intimes du couple d'étoiles composant le 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 prendre que deux...) R Aquarii. La plupart des étoiles binaires sont liées entre elles par la gravité (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.), les conduisant simplement à valser l'une autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au...) de l'autre. La relation unissant les étoiles qui composent R Aquarii est beaucoup moins sereine (La Sereine est un cotre bermudien de 12,50 mètrès dessiné par le charpentier de marine Henri Dervin et lancé en 1952 en Bretagne. Propriété des...) toutefois. La plus petite des deux étoiles, de 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 épaisseur, ou bien son diamètre si c'est une pièce...) pourtant restreintes, accrète en effet 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,...) de son compagnon en fin de vie (La vie est le nom donné :) - une 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...) rouge (La couleur rouge répond à différentes définitions, selon le système chromatique dont on fait usage.)

Des années d'observation (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et...) ont mis au jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons...) l'histoire du système binaire R Aquarii, au centre de cette image. La plus vaste des deux étoiles, une géante rouge, est classée parmi les variables de type Mira (Mira peut désigner :). A l'issue de leur existence, ces étoiles commencent à pulser, brillant tels mille soleils (Soleils est une association à but humanitaire implantée sur le campus de Supélec (École Supérieure d'Electricité).) à mesure que leurs enveloppes se dilatent et se dispersent dans l'espace interstellaire.

La mort (La mort est l'état définitif d'un organisme biologique qui cesse de vivre (même si on a pu parler de la mort dans un sens cosmique plus général, incluant par exemple la mort des...) de cette 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 plus...) est un épisode déjà dramatique, auquel s'ajoute la funeste contribution de son compagnon, une naine blanche. Cette dernière, caractérisée par une taille réduite, une densité (La densité ou densité relative d'un corps est le rapport de sa masse volumique à la masse volumique d'un corps pris comme référence. Le corps de...) plus élevée et une température (La température est une grandeur physique mesurée à l'aide d'un thermomètre et étudiée en thermométrie. Dans la vie...) supérieure à celles de la géante rouge, accrète la matière constituant les couches externes de son compagnon. Les jets de matière 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 travers le monde.) expulsés par ce géant en fin de vie figurent sur cette image sous l'aspect de filaments pointant vers l'extérieur du système.

Lorsque de la matière en quanité suffisante s'accumule à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a plusieurs acceptions, parfois objet géométrique,...) de la naine blanche, une 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...) thermonucléaire de type nova (En astronomie, une nova est une étoile qui devient très brutalement extrêmement brillante, avec une grande augmentation de son éclat, qui peut être de...) se produit. Cet événement se traduit par l'éjection d'une vaste quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques élémentaires. L'unité qui lui correspond est la mole.) dans l'espace. Les vestiges des novae passées sont visibles sur cette image, sous l'aspect de minces nébuleuses 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 :...) rayonnant depuis R Aquarii.  

R Aquarii se situe à 650 années lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde...) seulement 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...) - en termes astronomiques, il s'agit d'un proche voisin, l'un des systèmes binaires symbiotiques les plus proches de la Terre. Pour cette raison, cette intrigante binaire fait l'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...) d'une attention particulière de la part des astronomes depuis des décennies. En capturant cette image montrant les multiples caractéristiques de R Aquarii, les astronomes ont pu tester les capacités du Polarimètre Imageur de Zurich (ZIMPOL), l'un des composants du chasseur d'exoplanètes SPHERE. Les résultats obtenus ont dépassé toute espérance: la qualité de l'image, sa résolution notamment, est supérieure en effet aux observations effectuées par le célèbre Télescope Spatial Hubble (Le télescope spatial Hubble (en anglais, Hubble Space Telescope ou HST) est un télescope en orbite à environ 600 kilomètres d'altitude, il effectue un tour...) du consortium NASA/ESA. 

Le développement de SPHERE résulte de longues années d'étude et de conception. Il s'inscrit dans le cadre de la 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 scientifique...) d'exoplanètes, l'un des domaines les plus stimulants et les plus excitants de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer leur origine, leur évolution, leurs propriétés physiques et chimiques. Elle ne doit pas être confondue avec la mécanique...) contemporaine. Grâce à un système performant d'optique adaptative (L'optique adaptative est une technique qui permet de corriger en temps réel les déformations évolutives et non-prédictives d'un front d'onde grâce à un miroir déformable.) et à un ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une...) d'instruments dédiés tel ZIMPOL, SPHERE est en mesure de réaliser l'impossible: l'imagerie (L’imagerie consiste d'abord en la fabrication et le commerce des images physiques qui représentent des êtres ou des choses. La fabrication...) directe d'exoplanètes. Les capacités de SPHERE ne se limitent toutefois pas à la simple recherche d'exoplanètes. L'instrument peut également être utilisé pour étudier une variété de sources astronomiques, comme en témoigne cette splendide image de la complexité (La complexité est une notion utilisée en philosophie, épistémologie (par exemple par Anthony Wilden ou Edgar Morin), en physique, en...) du système R Aquarii.
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