Fusion d’étoiles en direct

Jeudi, 18 septembre 2014

Une équipe d'astronomes travaillant avec le VLTI de l’ESO a résolu spatialement l'enveloppe de poussière autour de deux étoiles emblématiques : V854 Cen et V838 Mon. Dans ces deux études, l'équipe internationale dirigée par Olivier Chesneau, astronome du laboratoire Lagrange à Nice (CNRS/université Nice Sophia Antipolis – Observatoire de la Côte d’Azur), a découvert des disques de poussière aplatis qui sont la conséquence directe de la fusion de deux étoiles. C’est la première fois que de tels disques sont résolus spatialement juste après la fusion d’étoiles.

Bien qu'il y ait 100 milliards d'étoiles dans notre Galaxie, il est extrêmement rare de surprendre deux étoiles en train de fusionner. Il est encore plus rare de pouvoir enregistrer ce qui se passe après la fusion, et d'être témoin de l'objet unique engendré. De nouvelles cartographies du ciel permettent de trouver de plus en plus de ces objets, surnommés les "Novae rouges".

En effet, ces fusions d'étoiles se présentent comme des explosions qui laissent derrière elles une étoile centrale géante rouge. 

Le VLTI (Very Large Telescope Interferometer) est l'outil idéal pour étudier ces objets grâce à sa résolution spatiale inégalée. Avec le VLTI, les astronomes ont pu étudier l’environnement très proche de ces deux étoiles après leur fusion, ainsi que juste avant (HR5171, l'étoile "cacahuète", aussi étudiée par Olivier Chesneau1). Les observations de V838 Mon et V854 Cen confirment, pour la première fois de manière directe, que la fusion de deux étoiles conduit à la formation de disques. Cette découverte de disques permet d'expliquer la formation des nébuleuses bipolaires. En effet, la surdensité de matière au niveau de l'équateur ralentit les vents de matière dans cette direction favorisant une éjection polaire de la matière. De tels disques peuvent aussi aider à la création de poussières.


V838 Mon est un Frankenstein stellaire2 qui pourrait bien apporter des réponses aux questions encore ouvertes sur les fusions d'étoiles. Début 2002, ce système précédemment anonyme s'est fait connaître par une série d'éruptions spectaculaires. Les scientifiques se sont intéressés à ce système lorsqu'ils ont réalisé qu’il était unique. En effet l'éruption de V838 Mon n'a pas suivi la voie traditionnelle d'objets explosifs comme les novae ou supernovae. L’étude de l'origine de cette explosion a permis de déterminer qu'il pourrait s'agir du prototype d'une nouvelle classe d'objets, nés de la fusion de deux étoiles.

V854 Cen est une étoile de type R Corona Borealis, une étoile riche en hélium dont l'éclat s'éteint sporadiquement de plusieurs magnitudes. Ces éclipses sont probablement dues à des nuages de poussière passant juste devant l'étoile. Personne ne sait exactement d'où viennent ces nuages de poussière, ou s'ils influent l'évolution du système. Les astronomes sont d'accord aujourd'hui pour dire que ces nuages se forment près de l’étoile, mais où exactement, cela reste un mystère. Ces étoiles sont probablement formées suite à la fusion de deux étoiles.

Ces deux travaux seront publiés dans Astronomy & Astrophysics. Il s'agit des deux derniers travaux d'Olivier Chesneau qui a disparu plus tôt dans l'année. Il a notamment découvert la plus grosse étoile hypergéante jaune (l'étoile cacahuète).

Note(s): 

1 http://www.eso.org/public/usa/news/eso1409/
2 Il s'agit d'un système complexe constitué de 3 étoiles, dont deux qui ont probablement fusionné en 2002.

Source(s): 

V838 Monocerotis: the central star and its environment a decade after outburst, O. Chesneau 1, F. Millour 1, O. De Marco 2, S. N. Bright 1,2, A. Spang 1, D. P. K. Banerjee 3, N. M. Ashok 3, T. Kamin'ski 4, J. P. Wisniewski 5, A. Meilland 1, E. Lagadec 1, Astronomy & Astrophysics, 2014 July 18, 2014

The RCB star V854 Cen is surrounded by a hot dusty shell, O. Chesneau 1, F. Millour 1, O. De Marco 2, S. N. Bright 1,2, A. Spang 1, E. Lagadec 1, D. Me'Karnia 6, W. J. de Wit 6, Astronomy & Astrophysics, 2014 July 21, 2014

1  Laboratoire Lagrange, UMR7293, Univ. Nice Sophia-Antipolis, CNRS, Observatoire de la Coˆte d’Azur, 06300 Nice, France
2  Department of Physics & Astronomy, Macquarie University, Sydney, NSW 2109, Australia

3  Physical Research Laboratory, Navrangpura, Ahmedabad, Gujarat, India
4  Max-Planck Institut für Radioastronomie, Auf dem Hügel 69, D-53121 Bonn, Germany
5  HL Dodge Department of Physics & Astronomy, University of Oklahoma, 440 W Brooks Street, Norman, OK 73019, USA

6  European Southern Observatory, Casilla 19001, Santiago 19, Chile

Contacts chercheur :

  • Éric Lagadec (OCA - Laboratoire J.-L. Lgrange)  l   04 92 00 19 79 eric [dot] lagadec [at] oca [dot] eu
  • Florentin Millour (OCA - Laboratoire J.-L. Lgrange)  l   04 92 00 30 68 l florentin [dot] millour [at] oca [dot] eu

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