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Un fabuleux zoom du VLTI sur le Trapèze de la nébuleuse d'Orion

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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.

Une autre série d'images de Theta1 Orionis C obtenu au VLTI avec les instruments Isaac et Amber : Crédit : ESO/ S. Kraus et al., M. McCaughrean et al. (AIP)

Les astronomes amateurs connaissent bien la nébuleuse d'Orion, alias M42 dans le catalogue de Messier, ainsi que les quatre étoiles brillantes formant un astérisme 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 Hubble 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 VLTI : Amber.

L'étoile Theta1 Orionis C est un système 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'exoplanètes détectées à ce jour, que les doubles couchers de soleil sont même la règle dans la Galaxie. 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 résolution 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'interférométrie en proche infrarouge. Le VLTI et l'instrument Amber permettent en effet d'effectuer des observations dans la bande s'étendant entre 1 et 2,5 microns.

La forme précise des lois de Képler, déduites de la mécanique céleste de Newton, permet, à partir des orbites des deux étoiles de remonter à leurs masses. En effet, la mesure de la période de l'orbite et celle des valeurs des demi-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 masses solaires.

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 télescope 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 liant masse, température, luminosité et rayons. On peut ainsi tester directement les prédictions sur les liens existants.

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