Au sein de la célèbre nébuleuse de la constellation d'Orion, le télescope VLTI a réalisé un zoom saisissant sur Theta1 Orionis, un système binaire bien connu du Trapèze, un jeune amas ouvert.
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Les astronomesastronomes amateurs connaissent bien la nébuleuse d'Orionnébuleuse d'Orion, alias M42 dans le catalogue de Messier, ainsi que les quatre étoilesétoiles brillantes formant un astérismeastérisme dans l'amas du Trapèze. Même si elle est observée depuis très longtemps, il reste encore beaucoup à y découvrir. Sa distance, par exemple, a été réévaluée récemment. Elle a bien sûr été observée par HubbleHubble mais depuis quelque temps, c'est sur une des étoiles brillantes de l'amas du Trapèze que les astronomes se sont concentrés à l'aide d'un nouveau dispositif équipant le VLTIVLTI : Amber.

L'étoile Theta1 Orionis C est un système binairesystème binaire, ce qui n'a rien d'étonnant car les étoiles vivent le plus souvent en couple. On pense d'ailleurs de plus en plus, étant donné le nombre d'exoplanètesexoplanètes détectées à ce jour, que les doubles couchers de soleilsoleil sont même la règle dans la GalaxieGalaxie. Ce n'est qu'en 1999 que la nature binaire de Theta1 Orionis C a été découverte car il n'est pas facile d'obtenir une résolutionrésolution suffisante pour séparer ses composantes.


La nature képlérienne de l’orbite est ici bien visible. A gauche, l’orbite de Jupiter, à la même échelle, donne une idée de la dimension de ce système binaire et de l'extraordinaire résolution de l'image, fruit de plusieurs années d’observations. (Cliquer sur l'image pour l'agrandir.) Crédit : Astronomy & Astrophysics 2009

C'est pourtant ce que sont parvenus à faire les astronomes grâce à l'interférométrieinterférométrie en proche infrarougeinfrarouge. Le VLTI et l'instrument Amber permettent en effet d'effectuer des observations dans la bande s'étendant entre 1 et 2,5 micronsmicrons.

La forme précise des lois de Képler, déduites de la mécanique céleste de NewtonNewton, permet, à partir des orbites des deux étoiles de remonter à leurs masses. En effet, la mesure de la période de l'orbiteorbite et celle des valeurs des demi-grands axesdemi-grands axes de chaque composante du système binaire permet de calculer la valeur de la masse de chaque étoile. Les astronomes ont trouvé des valeur de 38 et 9 massesmasses solaires.

Cliquer pour agrandir. Le VLTI au Cerro Paranal. Crédit : MPIfR (Gerd Weigelt)

Cliquer pour agrandir. Le VLTI au Cerro Paranal. Crédit : MPIfR (Gerd Weigelt)

Cette prouesse n'a été possible qu'en combinant les observations des quatre télescopes auxiliaires de 1,8 mètre de diamètre par interférométrie. Tout se passe pour les astronomes comme s'ils disposaient d'un télescopetélescope virtuel de 100 mètres de diamètre.

La résolution atteinte dans cette observation de Theta1 Orionis C est de 2 millisecondes d'arc. Ce genre de mesure effectuée sur des systèmes binaires contribue à affermir notre théorie de la structure stellaire liantliant masse, température, luminositéluminosité et rayons. On peut ainsi tester directement les prédictions sur les liens existants.