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Découverte de l'étoile la plus massive jamais observée

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Une équipe d'astronomes de l'Université de Montréal a identifié l'étoile la plus massive mesurée à ce jour, à l'aide d'un instrument spécialement développé à cet effet au VLT (Very Large Telescope), dont les données sont mises en corrélation avec les observations d'éclipses stellaires effectuées dans le proche infrarouge par le télescope spatial Hubble.

Situation d'ensemble.

Cette étoile, qui est en fait un système binaire portant le nom tout simple de A1, fait partie de l'amas d'étoiles NGC 3603 situé à environ 20.000 années-lumière de la Terre. Les masses de ses deux composantes ont été mesurées à 114 et 84 fois celle du Soleil, et elles s'avèrent ainsi plus importantes que l'étoile la plus massive identifiée à ce jour, avec 83 masses solaires.

Ces deux astres sont en outre si volumineux et lumineux que l'on trouve dans leur spectre des caractéristiques que l'on observait uniquement jusqu'ici dans des étoiles de type Wolf-Rayet. Leur période orbitale est de 3,7724 jours.

D'autres candidates pour des masses record sont également en cours d'évaluation par la même équipe, dont un couple de binaires (C) situé au coeur du même amas stellaire et dont la période est de 8,92 jours, mais les données ne sont pas encore disponibles.

En A1, situation du couple binaire comportant l'étoile la plus massive jamais observée. En C, autre candidat évoqué dans l'article. Crédit HST / Université de Montréal.

Limite de masse

En théorie, la masse d'une étoile ne peut pas dépasser la valeur d'environ 150 masses solaires. En effet, sa stabilité résulte d'un équilibre maintenu en permanence entre les forces de gravitation de la matière qui la compose, et la pression de radiation qui émane de sa région centrale, là où les réactions thermonucléaires se poursuivent en continu.

Lorsqu'on augmente la masse d'une étoile, on constate que la pression de radiation a tendance à l'emporter sur la force de gravitation, et l'étoile se met à enfler. Au-delà de 150 masses solaires environ, la force de gravitation ne suffit plus à maintenir l'équilibre et l'étoile se disloque.

Alors que l'Univers était encore très jeune, des étoiles de plusieurs centaines de masses solaires ont pu se former et rester stables, car les éléments lourds n'avaient pas encore eu le temps d'être produits par des générations successives d'étoiles, et la pression de radiation était en conséquence moins élevée. Ces astres pouvaient alors atteindre une masse beaucoup plus importante avant qu'une rupture d'équilibre ne se produise.

Les astronomes espèrent observer de telles étoiles témoins des premiers âges de l'Univers dans des galaxies très lointaines, à plusieurs milliards d'années-lumière, et ainsi ajouter un pan entier de connaissances à la compréhension des processus d'évolution de la matière.

Les détails de cette découverte ont été présentés par le professeur Anthony Moffat au cours de la réunion annuelle de la Société Astronomique Canadienne (CASCA) au Royal Military College of Canada à Kingston.