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En vidéo : le feu d'artifice de la nova GK Persei

En 1901, l’étoile GK Persei dans la Voie lactée est devenue une nova classique. Aujourd’hui, c’est une étoile variable cataclysmique surveillée par des astronomes amateurs, mais entourée des restes de la nova de 1901. Étudiés par des professionnels, ces restes ont permis de réaliser un film les montrant en train de foncer parfois à 1.000 km/s dans l’espace interstellaire, sans décélérer.

Sur cette image prise dans le visible en 2011, les restes de la nova GK Persei sont bien visibles. Le diamètre de ces restes est d'environ une année-lumière. © Adam Block, Mount Lemmon SkyCenter, University of Arizona Sur cette image prise dans le visible en 2011, les restes de la nova GK Persei sont bien visibles. Le diamètre de ces restes est d'environ une année-lumière. © Adam Block, Mount Lemmon SkyCenter, University of Arizona

En vidéo : le feu d'artifice de la nova GK Persei - 2 Photos

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GK Persei est bien connue de certains astronomes amateurs qui observent les étoiles variables, car c’est une nova naine. Comme l’étoile variable cataclysmique U Geminorum, il s’agit d’une naine blanche faisant partie d’un système binaire serré.

GK Persei est entourée d’un disque d’accrétion provenant de la matière qu’elle arrache à son étoile compagne. Ce sont des instabilités dans ce disque d’accrétion, et non des réactions thermonucléaires, qui libèrent parfois de grandes quantités d’énergie gravitationnelle sous forme de brusques augmentations particulièrement fortes de sa luminosité.


Dans cette vidéo, on voit d'abord une suite d'images prises avec des télescopes montrant les mouvements des éjectats de la nova de GK Persei survenue en 1901. Vient ensuite une reconstitution sur ordinateur de ces mouvements déduite des observations. © Liimets et al., 2012

GK Persei, nova classique devenue nova naine

Toutefois, le 21 février 1901, il en est allé tout autrement pour des observateurs sur Terre qui l’ont vue en tant que nova classique. GK Persei étant située à 1.300 années-lumière environ de la Terre, il en résulte que voilà donc presque 1.400 ans, la matière que la naine blanche avait accrétée a fini par se retrouver dans des conditions de pression et de température telles que des réactions de fusion de l’hydrogène se sont enclenchées, conduisant à une détonation thermonucléaire. Mais comme il ne s’agissait pas d’une supernova SN Ia, le phénomène n’a pas conduit à la destruction de la naine blanche, qui peut accréter de nouveau de la matière.

De nos jours, les moyens d’observation sont considérablement plus performants qu’en 1901. Surtout, on dispose des ordinateurs découlant des travaux d’Alan Turing pour réaliser du traitement d’image et des simulations numériques à partir des données collectées par les instruments modernes. Une équipe d’astronomes espagnols et estoniens a ainsi étudié de plus près GK Persei à l’aide de l’Isaac Newton Telescope et du Nordic Optical Telescope, situés à La Palma dans les îles Canaries.

Sur cette vue d'artiste, on voit le principe d'une nova classique ou d'une supernova SN Ia. Une naine blanche arrache de la matière à une étoile compagne (à gauche) jusqu'à ce que des réactions thermonucléaires se produisent, générant une explosion (à droite). © ESO
Sur cette vue d'artiste, on voit le principe d'une nova classique ou d'une supernova SN Ia. Une naine blanche arrache de la matière à une étoile compagne (à gauche) jusqu'à ce que des réactions thermonucléaires se produisent, générant une explosion (à droite). © ESO

Des paquets de gaz qui foncent encore à 1.000 km/s

Comme il l’explique dans un article publié sur arxiv, ils ont mesuré à l’aide de l’effet Doppler-Fizeau les vitesses de 282 paquets brillants de matière. Ces paquets donnent aux restes de GK Persei l’aspect d’un feu d’artifice au ralenti lorsque l’on combine des images prises pendant plusieurs années, comme on peut le voir sur la vidéo ci-dessus réalisée par les astronomes.

Les mesures de vitesse ainsi que les images ont permis de construire une simulation de l’évolution passée des éjectats de GK Persei. On s’attendait à mettre en évidence des décélérations alors que ces objets foncent dans les restes d’une nébuleuse planétaire formés il y a plus de 100.000 ans. En effet, avant de devenir une naine blanche, GK Persei est forcément passée par un stade de géante rouge pendant lequel elle a expulsé une partie de ses couches supérieures. L’enveloppe de gaz résultante autour de GK Persei aurait donc logiquement dû agir comme un frein aux mouvements des flots de matière éjectés au moment où l’étoile est devenue une nova.

À leur grande surprise, les chercheurs ont constaté qu’il n’en était rien. Les paquets de matière ne donnent pas encore de signes mesurables de leur décélération et foncent dans l’espace interstellaire à des vitesses comprises entre 600 et 1.000 km/s.


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