Sciences

En vidéo : Hubble et les étoiles anormales de l'amas NGC 3603

ActualitéClassé sous :Astronomie , amas stellaire , naissance des étoiles

Le télescope spatial Hubble vient de livrer une image spectaculaire et très détaillée de la nébuleuse NGC 3603. C'est  la région de notre Galaxie où la formation d'étoiles est la plus intense. Dans cette nébuleuse se trouve un tout jeune amas stellaire dans lequel les astrophysiciens ont détecté il y a quelques années des étoiles apparemment plus massives que la théorie ne l'autorise.

L'amas stellaire NGC 3603

Cliquez sur l'image pour l'agrandir

La nébuleuse NGC 3603 se trouve dans la constellation de la Carène à 21 000 années-lumière environ. Elle a été découverte par Sir John Herschel in 1834, il s'agissait du fils de William Herschel que l'on connaît bien entre autres pour sa découverte de la planète Uranus, des étoiles binaires et du rayonnement infra-rouge. Son fils est moins célèbre mais on lui doit, outre le fameux New General Catalogue des amas d'étoiles et de nébuleuses, des contributions importantes en chimie et pas moins que l'introduction des termes « photographie » et « négatif/positif » qui lui sont associés.

William Herschel le père de John Herschel (Crédit : georgian index).

On y retrouve une vingtaine d'étoiles de plus de 60 masses solaires dans un amas stellaire ouvert impressionnant. Contrairement aux amas globulaires très anciens en orbite autour de notre Galaxie, l'amas de NGC 3603 examiné en détail par Hubble est jeune. Il s'agit de plusieurs milliers d'étoiles bleues, chaudes et massives, s'étant formées presque simultanément il y a environ un million d'années.

Il devait y avoir alors un gigantesque nuage d'hydrogène moléculaire et de poussières qui s'est effondré sous son propre poids et qui, en se fragmentant selon des processus encore mal compris, s'est transformé en cette gigantesque pouponnière d'étoiles.


Une plongée vertigineuse et enrichissante dans la nébuleuse NGC 3603

On espère une explosion !

Ces étoiles massives vivent très peu de temps car elles consomment rapidement leur carburant nucléaire tout en émettant un flux intense de rayons UV, soufflant les restes de gaz du nuage à l'origine de l'amas, et créant ainsi d'immenses cavités dans la nébuleuse. En particulier, la super géante bleue baptisée Sher 25 est probablement sur le point d'exploser en supernovae. Avec de la chance, cela pourrait arriver bientôt et ainsi fournir aux astrophysiciens des renseignements de premier ordre sur la physique encore mystérieuse des supernovae. L'événement surpasserait alors celui de la fameuse supernova SN 1987 A.

Cet amas est donc particulièrement intéressant pour les astrophysiciens car, en raison de sa jeunesse et du nombre élevé d'étoiles qu'il contient, c'est presque comme si l'on voyait en direct les différents cycles de vie et de mort des étoiles. Bien que beaucoup ait été accompli dans la théorie de l'évolution stellaire, bien des choses restent encore à comprendre et à découvrir.

Des résultats dans ce domaine auront des répercussions dans toutes les branches de l'astrophysique et de la cosmologie. En effet, en comprenant plus finement comment les étoiles naissent et vieillissent au cours du temps, on peut tenir compte plus précisément de leur variation intrinsèque de luminosité et de la façon dont elles enrichissent le milieu interstellaire en éléments lourds. Au final, de meilleures estimations de temps et de distances pour le cosmos entier en découlent.

Ce qui a beaucoup surpris les chercheurs, c'est que compte tenu de leur masse et de leur luminosité, certaines étoiles ne devraient pas pouvoir exister dans l'amas. Celui que Chandrasekhar appelait l'astrophysicien le plus distingué de son temps, l'anglais Arthur Stanley Eddington, avait conclu dans ses travaux de pionniers sur la structure stellaire qu'il existait une luminosité maximale pour une étoile de masse donnée : il s'agit de la limite d'Eddington.

Arthur Stanley Eddington (Crédit : American Institute of Physics Niels Bohr Library)

Lorsque le flux de radiation produit par les réactions thermonucléaires dépasse une certaine limite donnée par la masse de l'étoile, la pression de radiation devient si forte que la gravité d'une étoile ne peut plus contrecarrer celle-ci, et l'étoile se souffle elle-même. Normalement, des étoiles dépassant 150 masses solaires ne sont pas possibles, or, les observations semblent montrer qu'il en existe bel et bien dans l'amas de NGC  3603.

Fallait-il révolutionner l’astrophysique ?

En regardant de plus près les images de Hubble le Dr. Jesús Maíz Apellániz de l'Instituto de Astrofísica de Andalucía, en Espagne, pense avoir confirmé les travaux récents du Dr. Anthony Moffat de l'Université de Montréal. Les étoiles observées dépassant parfois les 200 masses solaires seraient en fait des systèmes doubles, voire triples, très serrés. Même si le pouvoir de séparation de l'optique d'Hubble est insuffisant pour l'établir directement, cette conclusion semble naturelle lorsque l'on sait que la majorité des étoiles dans la Galaxie vivent en couple. Les étoiles les plus massives ne dépasseraient pas les 115 masses solaires, ce qui est tout à fait compatible avec la limite d'Eddington.

Cela vous intéressera aussi