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La mort d'une étoile similaire au Soleil observée en direct

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Une équipe internationale de recherche menée par une chercheuse du laboratoire Joseph-Louis Lagrange (CNRS, observatoire de la Côte d'Azur, université de Nice) a observé en direct et pour la première fois la transformation d'une étoile de masse proche du Soleil en nébuleuse planétaire. Ce phénomène magnifique est normalement considéré comme trop lent pour être ainsi saisi.

La nébuleuse planétaire du papillon a eu le temps d'évoluer par rapport à celle découverte dans ce travail. Elle montre deux grands lobes comme ceux que nous apercevons à leur naissance dans le cas de IRAS 15103-5754. © Cnrs, Nasa, Esa, Hubble

Les étoiles avec des masses similaires à celle du Soleil finissent leur vie en forme de nébuleuse planétaire : elles expulsent les parties externes de leur enveloppe et leur noyau réchauffe ce matériel expulsé qui luit en montrant des formes magnifiques. La naissance d'une nébuleuse planétaire se pensait lente en comparaison avec les explosions intenses des étoiles massives qui forment les supernovae, mais l'étude récemment publiée montre la transformation en direct de l'étoile IRAS 15103-5754 en nébuleuse planétaire.

Une agonie révélée par des masers

Cette étoile fait partie d'un groupe de 16 objets connus sous le nom de water fountains. Ce sont des étoiles évoluées qui montrent des éjections de matière que l'on détecte grâce à une radiation très intense produite par la vapeur d'eau qui se trouve dans leur enveloppe (émission de masers d'eau). Alors que les étoiles de ce groupe ne sont pas encore des nébuleuses planétaires, l'une d'entre elles - IRAS 15103-5754 - est en train de changer de phase et commence son chemin vers la mort stellaire.

Image tirée d’une précédente étude montrant IRAS 15103-5754 en infrarouge observé avec le VLT (Very Large Telescope) au Chili. L’émission de maser d’eau est superposée avec l’indication des vitesses des composants du maser. Elle montre le jet émis par l’étoile dans son passage à la phase de nébuleuse planétaire. © image IR : MNRAS, Lagadec et al. ; Émission maser et de l’image globale : ApJ, Gómez, Suárez et al.

L'étude présentée ici montre l'évolution en temps réel de cette étoile et son entrée dans la phase de nébuleuse planétaire. Les scientifiques ont observé cette étoile à plusieurs reprises avec le radio-interféromètre ATCA en Australie et ils ont détecté des variations dans son émission en longueurs d'onde radio en seulement deux ans. Ces variations montrent d'une part l'effet produit par des champs magnétiques dans l'émission de l'étoile, et d'autre part, elles montrent que l'étoile vient de rentrer dans la dernière étape de sa vie, à partir de laquelle toute sa matière retournera dans l'espace interstellaire et elle-même deviendra une naine blanche. C'est la fin prévue aussi pour notre Soleil, qui se produira, elle, dans quelque 5,5 milliards d'années.

Les travaux ont été publiés dans the Astrophysical Journal du 10 juin 2015.