Le télescope James-Webb a scruté la mort chaotique d’une étoile avec ses compagnes « qui ont probablement accéléré sa mort »

Les astronomesastronomes l'appellent NGC 3132. Mais on la surnomme la nébuleuse de l'Anneau austral. Elle a été découverte par Johan Herschel (1782-1871) en 1835. Elle mesure environ une demi-année-lumière de diamètre. Soit près de 400 fois la taille de notre Système solaire. Le linceul d'une étoile semblable à notre SoleilSoleil. Située à quelque 2 500 années-lumière de notre Terre.

Et parmi les toutes premières images renvoyées par le télescope spatial James-Webb (JWST), figuraient justement celles de la nébuleuse de l'Anneau austral. Des photos dans l'infrarougeinfrarouge proche et moyen, laissant apparaître des détails sur lesquels une équipe internationale d’astronomes a travaillé. Objectif : reconstituer enfin le scénario de la mort de cette étoile mystérieuse.

« C'était une étoile [de l'ordre de trois fois la massemasse de la nôtre] qui a vécu vite et est morte jeune, comparée à notre Soleil », raconte Orsola De Marco, chercheur à l'université Macquarie, dans un communiqué. L'étude montre en effet que celle qui est engagée sur plusieurs dizaines de milliers d'années à éjecter gaz et poussière n'avait que 530 millions d'années lorsqu'elle est morte. Notre Soleil est déjà vieux de 5 milliards d'années. Et les astronomes ne s'attendent pas à le voir rendre son dernier souffle avant 5 autres milliards d'années.

Pour comprendre comment le tout s'est joué, les astronomes ont analysé la nébuleuse un peu comme des enquêteurs une scène de crime. Et les indices cachés dans les images renvoyées par le télescope spatial James-Webbtélescope spatial James-Webb se sont révélés précieux.

Contrairement à ce qui se passe dans le proche infrarouge, dans l’infrarouge moyen (à droite), l’étoile mourante apparaît presque aussi brillante que sa compagne. © Nasa, ESA, CSA and O. De Marco (Macquarie University), J. DePasquale (STScI)

Plusieurs étoiles dans la danse

Le premier d'entre eux : des structures en spirales comme des arcs brisés dans le halo de NGC 3132. Pour les astronomes, autant d'indices solidessolides sur les étoiles qui composent la nébuleuse. Sur le rôle qu'elles ont pu jouer dans la mort de l'étoile centrale aussi. Les chercheurs estiment que l'étoile en question a une étoile compagne en orbiteorbite proche. À 40 à 60 fois la distance Terre-Soleil. Un disque poussiéreux détecté pour la toute première fois grâce aux images du JWST et les nombreuses protubérances aperçues dans les parois de la cavité nébulaire ionisée laissent penser à l'existence d'une ou peut-être même deux autres étoiles compagnes encore plus proches.

Ces deux autres vues de la nébuleuse de l’Anneau austral capturées par le JWST combinent les données dans l’infrarouge proche et moyen de trois filtres en une image couleur. L’image de gauche met en évidence le gaz chaud qui entoure les deux étoiles centrales – une étoile rouge sombre qui a initialement jeté le matériau qui compose la nébuleuse, et un compagnon bleu vif. L’image de droite retrace les sorties moléculaires les plus froides et les plus précoces de l’étoile qui ont atteint la plus grande distance dans l’espace. Nasa, ESA, CSA, O. DeMarco, J. DePasquale

C'est la présence de toutes ces étoiles près de l'étoile centrale - les astronomes parlent d'un système d'au moins quatre étoiles - qui a probablement précipité sa mort. Avant qu'elle-même, devenue naine blanchenaine blanche, cannibalise ses compagnes pour donner naissance à l'image que nous a révélée le télescope spatial James-Webb de la nébuleuse de l'Anneau austral.

L'étoile qui brille au cœur de cette nébuleuse, quant à elle, ne serait qu'une « spectatrice innocente ». Une autre compagne de notre étoile cible, mais trop éloignée pour avoir joué un rôle dans sa mort. Elle a en revanche aidé les astronomes à déterminer l'évolution de la masse de la naine blanche au cours de sa vie. Grâce à des données de la mission GaiaGaia, ils ont en effet d'abord pu déterminer la distance à laquelle elle se trouve de nous. Ces informations en main, les chercheurs ont pu calculer que la masse actuelle de la naine blanche qui a donné naissance à cette incroyable nébuleuse est de l'ordre de 0,6 fois la masse de notre Soleil.