Traquer les plus lourdes étoiles de la Voie Lactée

Comme la recherche d'oeufs de Pâques dans les hautes herbes d'un jardin, la chasse aux étoiles les plus massives de la Voie Lactée demande des yeux et de la persévérance. Dans leurs recherches, les astronomes utilisent de puissants télescopes sensibles aux rayons X et au rayonnement infrarouge afin de trouver les traces d'une importante population d'étoiles massives émettrices de rayons X.


L'image ci-dessus montre les données infrarouges du télescope spatial Spitzer de la NASA au voisinage du plan de la galaxie. Les deux rectangles foncés contiennent les clichés artificiellement assombris des données de Spitzer, afin de mettre en évidence les sources de rayons X (en bleue) détectées au centre de chacun par l'observatoire spatial Chandra. Chaque source de rayons X coïncide avec un signal intense dans les infrarouges.

L'analyse des rayons X et des données infrarouges, ainsi que des observations optiques et radio, révèlent que ces sources lumineuses sont, en fait, des étoiles extrêmement massives. Deux autres étoiles massives ont également été trouvées près du plan de la Voie lactée en utilisant des méthodes similaires. Des observations effectuées grâce au télescope de l'ESA XMM-Newton ont fourni des renseignements précieux sur ces deux autres objets. On pense que ces quatre étoiles doivent être au moins 25 fois plus massive que le Soleil et se situent entre 7500 et 18 000 années lumière de la Terre. La durée de vie de ces étoiles ne dépassera pas quelques millions d'années et elles disparaitront sous forme de supernovae.

Dénicher ces étoiles très massives n'est pas chose aisée. La poussière et les gaz présents dans la Voie Lactée masquent une grande partie de la visibilité au voisinage du plan de la galaxie. Les images infrarouges souffrent moins d'obscurcissement, mais sont très encombrées d'étoiles. Toutefois, ces monstres stellaires "resplendissent" en rayons X et se distinguent clairement de leurs voisins sur les images de Chandra.

Mais pourquoi ces étoiles massives sont-elles si brillantes dans les rayons X ? Certaines étoiles massives éjectent de la matière très loin de leur surface à plus de 3 millions de kilomètres par heure. Si ce matériel entre en collision à grande vitesse avec celui d'une l'étoile compagnon, il est ralenti de façon aussi soudaine que s'il était entré en collision avec un mur de brique de la taille du Système Solaire. Les ondes de choc résultants de cette collision cosmique génèrent des températures allant jusqu'à 100 millions de degrés, et produisent de grandes quantités de rayons X.

Ces résultats ont été publiés dans le numéro de février de The Astrophysical Journal dans un article principalement rédigé par Gemma Anderson de l'Université de Sydney.