Le tic-tac d'une bombe à retardement stellaire détecté

Publié par Michel le 20/11/2009 à 00:00
Source: ESO
Illustration: ESO/P.A. Woudt
Des astronomes ont trouvé un premier suspect pour une supernova de Type Ia.

En utilisant le très grand télescope de l'ESO (le VLT) et sa capacité à obtenir des images aussi précises que si elles étaient prises depuis l'espace, des astronomes ont réalisé le premier film accéléré d'une enveloppe plutôt peu ordinaire éjectée par une "étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une...) vampire" qui, en novembre 2000 est entrée en éruption après avoir dévoré une partie de la matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses...) de son compagnon. Les astronomes ont ainsi pu déterminer la distance et la luminosité (La luminosité désigne la caractéristique de ce qui émet ou réfléchit...) intrinsèque de l'objet (De manière générale, le mot objet (du latin objectum, 1361) désigne une entité définie dans...) en éruption. Il apparaît que ce système d'étoiles double est le premier candidat à être l'un des "géniteurs", longtemps recherchés, de ces étoiles qui explosent et que l'on appelle des supernovae de Type Ia, essentielles pour étudier l'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la...) noire.


Une enveloppe en expansion autour de V445 Puppis

"Un des plus importants problèmes de l'astronomie (L’astronomie est la science de l’observation des astres, cherchant à expliquer...) moderne est le fait que nous ne sachions toujours pas quelles sortes de systèmes stellaires donneront, en explosant, des supernovae de type Ia" déclare Patrick Woudt de l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la...) de Cape Town (La classe de croiseurs légers britanniques Town (ville en anglais), fut produite juste avant et...) et premier auteur de l'article présentant ces résultats. "Comme ce type de supernovae joue (La joue est la partie du visage qui recouvre la cavité buccale, fermée par les...) un rôle crucial pour montrer que l'expansion de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) est actuellement en accélération (L'accélération désigne couramment une augmentation de la vitesse ; en physique,...), poussée (En aérodynamique, la poussée est la force exercée par le déplacement de l'air...) par une mystérieuse énergie noire, c'est relativement embarrassant".

Les astronomes ont étudié de manière très détaillée l'objet appelé V445 dans la constellation (Une constellation est un ensemble d'étoiles dont les projections sur la voûte...) de la Poupe (Puppis). V445 Puppis est la première nova (En astronomie, une nova est une étoile qui devient très brutalement extrêmement...) et jusque là la seule, à ne montrer aucune trace (TRACE est un télescope spatial de la NASA conçu pour étudier la connexion entre le...) d'hydrogène (L'hydrogène est un élément chimique de symbole H et de numéro atomique 1.). Elle fournit le premier témoignage d'une éruption à la surface (Une surface désigne généralement la couche superficielle d'un objet. Le terme a...) d'une naine blanche (Une naine blanche est un objet céleste gazeux issu de l'évolution d'une étoile de...) dominée par l'hélium (L'hélium est un gaz noble ou gaz rare, pratiquement inerte. De numéro atomique 2, il...). "C'est essentiel, étant donné que nous savons que les supernovae de type Ia n'ont pas d'hydrogène," précise Dany Steeghs, de l'Université de Warwick (L'université de Warwick est une université anglaise située à Coventry dans le...), au Royaume Uni, un des auteurs de l'article, "et le compagnon (Le Compagnon (titre original : Alvin Journeyman) est un roman de fantasy publié en 1995...) stellaire (Stellaria est un genre de plantes herbacées annuelles ou vivaces, les stellaires, de la...), dans le système V455 Pup, est en parfaite adéquation car il ne présente également aucune trace d'hydrogène et, à la place, déverse principalement de hélium sur la naine blanche."

En novembre 2000, ce système est devenu une nova en éruption, devenant 250 fois plus lumineux qu'auparavant et éjectant une grande quantité de matière (La quantité de matière est une grandeur de comptage d'entités chimiques ou physiques...) dans l'espace.

Cette équipe d'astronomes a utilisé l'instrument d'optique adaptative (L'optique adaptative est une technique qui permet de corriger en temps réel les déformations...) NACO du très grand télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant...) (le VLT) de l'ESO pour obtenir des images très précises de V445 Puppis, sur une durée s'étalant sur deux ans. Les images montrent une enveloppe bipolaire, avec une ceinture très étroite au centre et deux lobes de chaque côté. Deux nœuds sont également visibles à chaque extrémité de l'enveloppe. Ils semblent se déplacer à environ 30 millions de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système...) par heure (L’heure est une unité de mesure du temps. Le mot désigne aussi la grandeur...). L'enveloppe, contrairement à tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou...) ce qui a été observé précédemment pour une nova, est elle-même en mouvement à environ 24 millions de kilomètres par heure. Un épais disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une...) de poussière, qui a du être produit lors de la dernière éruption, obscurcit les deux étoiles centrales.

"Si l'on peut voir des détails aussi incroyables que cela à une si petite échelle – environ cent milliarcsecondes, ce qui correspond à la taille apparente d'une pièce de un euro vue (La vue est le sens qui permet d'observer et d'analyser l'environnement par la réception et...) à environ quarante kilomètres- c'est uniquement grâce à la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) de l'optique (L'optique est la branche de la physique qui traite de la lumière, du rayonnement...) adaptative disponible sur les télescopes au sol comme le VLT de l'ESO," dit Dany Steeghs.

Une supernova (Une supernova est l'ensemble des phénomènes conséquents à l'explosion d'une...) est une des façons pour une étoile de terminer sa vie (La vie est le nom donné :), en explosant dans un déploiement de magnifiques feux d'artifice. Une famille de supernovae, appelée les supernovae de type Ia, présente un intérêt tout particulier en cosmologie (La cosmologie est la branche de l'astrophysique qui étudie l'Univers en tant que système...) car elles peuvent être utilisées comme des "chandelles standards" pour mesurer les distances dans l'Univers ainsi que pour évaluer l'accélération de l'expansion de l'univers générée par l'énergie noire.

Une caractéristique déterminante des supernovae de Type Ia est de ne pas avoir d'hydrogène dans leur spectre. Toutefois, l'hydrogène est l'élément chimique le plus répandu dans l'Univers. De telles supernovae se produisent généralement dans des systèmes composés de deux étoiles, une des deux étant le stade (Un stade (du grec ancien στ?διον stadion, du verbe...) final de la vie d'une étoile semblable au Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile...), ou encore une naine blanche . Quand de telles naines blanches agissent comme des "vampires stellaires", suçant la matière de leur compagnon et devenant plus lourde qu'une certaine limite, elles deviennent instables et explosent .
Le processus de formation n'est pas simple. Alors que la naine blanche cannibalise sa proie (Une proie est un organisme capturé vivant, tué puis consommé par un autre,...), la matière s'accumule à sa surface. Si cette couche devient trop dense, elle devient instable et explose en nova. Ces minis-explosions contrôlées ré-éjectent dans l'espace une partie de la matière accumulée. La question cruciale est donc de savoir si la naine blanche peut arriver à grossir malgré l'éruption et, si elle conserve une partie de la matière prise à son compagnon, si elle pourra alors finalement devenir suffisamment lourde pour exploser en supernova.

En combinant les images de l'instrument NACO, avec les données (Dans les technologies de l'information (TI), une donnée est une description élémentaire, souvent...) obtenues avec plusieurs télescopes, les astronomes ont pu déterminer la distance du système, soit à environ 25 000 années-lumière du Soleil – et sa luminosité intrinsèque – plus de 10 000 fois celle du Soleil. Ceci implique que la naine blanche "vampire" de ce système a une masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un...) importante, proche de sa limite fatale et qu'elle continue simultanément à se nourrir de son compagnon à un rythme important. "Il est encore difficile de savoir si V445 Puppis va finalement exploser en supernova, ou si l'actuelle nova en éruption a anticipé cette situation (En géographie, la situation est un concept spatial permettant la localisation relative d'un...) en éjectant suffisamment de matière dans l'espace," précise Patrick Woudt. "Mais nous avons ici un suspect magnifique pour une future supernova de type Ia !"
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