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Incroyable spirale de matière autour de l'étoile R. Sculptoris

ActualitéClassé sous :Astronomie , R. Sculptoris , géante rouge

Une équipe d'astronomes utilisant le grand réseau d'antennes Alma (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), le plus puissant des radiotélescopes au monde, a découvert une structure spirale totalement inattendue dans la matière qui entoure la vieille étoile R. Sculptoris.

Le réseau d'antennes Alma a découvert une curieuse spirale de matière qui s'échappait de l'étoile géante rouge R. Sculptoris. © Alma, ESO, NAOJ, NRAO

C'est la première fois qu'on observe une spirale de matière s'échappant d'une étoile de type géante rouge, avec une enveloppe sphérique extérieure. C'est également la première fois que des astronomes peuvent obtenir une information complète en 3 dimensions sur une telle spirale. Cette forme étrange est probablement créée par une étoile compagne dissimulée en orbite autour de la géante rouge. Ce travail est l'un des premiers résultats des programmes scientifiques préliminaires d'Alma et va être publié dans la revue Nature.

L'existence de cette structure spirale laisse penser qu'il y a probablement une étoile compagnon invisible en orbite autour de l'étoile. Les astronomes de l'ESO ont également été surpris de constater que bien plus de matière que ce que l'on supposait a été éjectée par la géante rouge. « Nous avions déjà vu des enveloppes autour de ce type d'étoile, mais c'est la toute première fois que nous voyons une spirale de matière qui s'échappe d'une étoile en même temps qu'une enveloppe qui l'entoure », précise Matthias Maercker (ESO et Argelander Institute for Astronomy, University of Bonn, Allemagne), premier auteur de l'article présentant ces résultats.

Éjectant de grandes quantités de matière, les géantes rouges comme R. Sculptoris sont des contributeurs majeurs pour le gaz et la poussière qui fournissent la majeure partie de la matière première nécessaire à la formation de futures générations d'étoiles, de systèmes planétaires et par suite, de la vie.

Image à grand champ du ciel autour de l’étoile géante rouge R. Sculptoris. © ESO, Digitized Sky Survey 2, Davide De Martin

Une longueur d'avance pour Alma

Les précédentes observations de l'étoile R. Sculptoris avaient clairement montré une enveloppe sphérique autour d'elle, mais n'avaient pas mis en évidence la structure spirale ni la présence d'une étoile compagne. « Quand nous avons observé cette étoile avec Alma, il n'y avait même pas la moitié des antennes en place. C'est vraiment fascinant d'imaginer ce que le réseau complet d'Alma sera capable de produire une fois qu'il sera terminé en 2013 » ajoute Wouter Vlemmings (Chalmers University of Technology, Suède), un des coauteurs de l'étude.

À la fin de leur vie, les étoiles ayant une masse jusqu'à huit fois celle du Soleil deviennent des géantes rouges et perdent une grande quantité de leur masse dans un vent stellaire dense. Au cours de la phase de géante rouge, les étoiles subissent également des explosions thermiques périodiques. Ce sont des phases de courte durée pendant lesquelles l'hélium brûle de manière explosive dans l'enveloppe autour du cœur stellaire. Une brutale élévation de température conduit alors à une éjection de matière à la surface de l'étoile en proportion beaucoup plus grande, aboutissant à la formation d'une grande enveloppe de poussière et de gaz autour de l'étoile. Après l'explosion, la vitesse à laquelle l'étoile perd de la masse retombe à son rythme normal.

« Dans un futur proche, les observations d'étoiles comme R. Sculptoris avec Alma nous aideront à comprendre comment les éléments avec lesquels nous sommes fabriqués sont arrivés à des endroits comme la Terre. Ils nous donnent également une idée de ce à quoi pourrait ressembler notre étoile dans un futur lointain », conclut Matthias Maercker.

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