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Record : l'étoile hypergéante jaune de 1,8 milliard de km de diamètre

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HR 5171 A : découverte par les astronomes de l'ESO, cette étoile est une hypergéante jaune. Sa taille est effectivement gigantesque : si elle était installée à la place du Soleil, elle engloberait l'orbite de Jupiter. Très rare dans la Voie lactée où seulement une douzaine de cas sont connus, ce type d'astre est un laboratoire pour mieux comprendre le destin des étoiles massives. En prime : celle-ci a une compagne dont elle est si rapprochée que les deux se mélangent.

Cette vue d'artiste montre l'étoile hypergéante jaune HR 5171. Il s'agit d'une étoile de type très rare dont une douzaine seulement peuple notre galaxie. Ses dimensions sont plus de 1.300 fois supérieures à celles du Soleil, ce qui en fait l'une des dix étoiles les plus grosses découvertes à ce jour. Des observations effectuées au moyen de l'Interféromètre du Très Grand Télescope de l'ESO ont montré qu'il s'agit en réalité d'une étoile double, dont le compagnon (HR 5171 B à droite) se trouve en contact direct avec l'étoile principale (HR 5171 A à gauche). © ESO

La découverte de la véritable nature de l'étoile HR 5171 A par une équipe internationale de chercheurs ayant utilisé l'interféromètre du Très Grand Télescope de l'ESO, le VLTI (Very Large Telescope Interferometer), aurait probablement intéressé le grand astrophysicien indien Chandrasekhar. Alors qu'il jetait les bases de la théorie des naines blanches au début des années 1930, le prix Nobel avait aussi étudié mathématiquement en détail dans plusieurs articles impressionnants la structure interne des étoiles déformées par les forces de marée issues d'une étoile compagne dans un système binaire.

En effet, l'étude de l'ESO a démontré que HR 5171 A était l'hypergéante jaune la plus grande découverte à ce jour dans la Voie lactée mais aussi qu'il s'agit d'une « étoile binaire à contact ». Les deux compagnes sont si proches l'une de l'autre que leurs couches supérieures débordent des lobes de Roche (des équipotentielles des champs de gravitations des deux astres). Les deux étoiles se mélangent, prenant l'aspect d'une cacahuète.

Cette séquence de zoom débute avec une vue étendue de la spectaculaire partie australe de la Voie lactée et s'achève avec une vue d'artiste de l'une des étoiles les plus grosses et les plus rares qui soit : l'étoile hypergéante jaune HR 5171. © ESO, Nick Risinger, Digitized Sky Survey 2. Musique : movetwo

Le VLTI, un télescope virtuel de 140 m de diamètre

HR 5171 A est connue depuis des décennies. Elle est située à environ 12.000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Centaure et sa luminosité est un million de fois supérieure à celle du Soleil. On peut donc facilement l'observer avec des jumelles. On sait maintenant que son diamètre est d'environ le double de celui de la célèbre supergéante rouge Bételgeuse. Mais il s'agit ici d'une étoile jaune, comme le Soleil, dont le rayon est au moins 1.300 fois plus grand que celui de notre étoile.

Comme ils l'expliquent dans un article en accès libre sur arxiv, les astronomes ont eu recours à la technique de l'interférométrie pour atteindre la résolution nécessaire à la découverte de la véritable nature de HR 5171 A. Avec l'instrument Amber et les télescopes du VLT de l'ESO, ils ont donc disposé de l'équivalent d'un télescope géant dont le diamètre serait de 140 m environ, le VLTI. Les chercheurs ne s'attendaient pas à repérer la compagne HR 5171 B, ni à un rayon si grand pour HR 5171 A, qu'ils croyaient être une supergéante jaune. Son rayon aurait alors dû être compris entre 400 et 700 rayons solaires.

Ce type d'hypergéante jaune est très rare dans la Voie lactée et il doit correspondre à une phase transitoire assez courte dans la vie de l'étoile. En fouillant dans les archives concernant son observation au cours des 60 dernières années, les astronomes ont constaté que son diamètre a nettement augmenté au cours des 40 dernières années, causant son refroidissement. On dispose donc d'une occasion exceptionnelle pour étudier certains des phénomènes contrôlant l'évolution des étoiles massives dans un système binaire. La présence de HR 5171 B qui boucle son orbite en 1.300 jours seulement doit avoir des conséquences sur ce qui se passe à l'intérieur de HR 5171 A.

C'est d'ailleurs ce que confirme l'un des auteurs de cette découverte Olivier Chesneau (CNRS-Université de Nice Sophia Antipolis - Observatoire de la Côte d'Azur, Nice, France) : « l'existence jusqu'alors inconnue de ce compagnon peut influer sur le destin de HR 5171 A. Elle peut par exemple se traduire par l'éjection de son enveloppe externe, modifiant ainsi le cours de son évolution ».