Géométrie de la nébuleuse de l’anneau bleu, TYC 2597-735-1 (vidéo)

La Nébuleuse de l’Anneau Bleu a été découverte il y a 16 ans par la mission GALEX (Galaxy Evolution Explorer) de la Nasa.

Elle est située à 6300 années-lumière de la Terre et il s’agit d’une étoile, nommée TYC 2597-735-1, entourée d’un très inhabituel anneau qui brille dans les ultraviolets. Elle ne ressemble à rien de connu et les astronomes l’ont depuis étudiée avec une multitude de télescopes et d’observatoires spatiaux pour en comprendre l’origine. Aujourd’hui, ils ont enfin une réponse.

Une fusion cachée

Dès sa découverte de nombreuses hypothèses ont été émises pour expliquer la présence de cette étrange nébuleuse. Toutes ont été réfutées et de nouvelles idées ont été proposées.

« C’est comme cela que nous avons pu comprendre ce qui s’est produit avec TYC 2597-735-1, en excluant des choses qui ne pouvaient pas être possibles » nous explique Keri Hoadley du California Institute of Technology (Caltech) et première auteure d’une étude sur le sujet dans la revue Nature.

Il ressort de cette étude que l’histoire de l’étoile a connu des bouleversements importants il y a plusieurs milliers d’années. C’était à l’origine une vieille étoile, similaire au Soleil, autour de laquelle une autre étoile compagnon bien plus petite (d’une masse approximative atteignant 4 fois celle de Jupiter) orbitait.

Après avoir épuisé son carburant, la plus grosse des deux étoiles s’est mise à enfler pour atteindre le stade suivant de son évolution, celui de géante rouge. Au fur et à mesure qu’elle grossissait, ses couches extérieures se sont rapprochées de l’étoile compagnon qui a commencé à siphonner une partie de son matériau, ce qui a formé un disque de poussières autour.

Finalement, la petite étoile a fini par entrer en collision avec la plus grosse, un choc qui a engendré deux nuages de débris en forme de cônes s’échappant des deux côtés de l’étoile. C’est la base d’un de ces cônes que l’on a observé avec GALEX et les autres télescopes depuis.

Parmi les hypothèses qui ont été écartées par les chercheurs et qui pouvaient correspondre à l’aspect de la nébuleuse, il y avait la possibilité d’une novæ, une explosion stellaire.

« Mais dans ce cas-là on observe des vents qui soufflent à la vitesse de quelques dizaines de kilomètres par seconde. Or dans cette nébuleuse, ils atteignent 400 km/s, soit dix fois plus. Ce qui ne peut être expliqué par un mécanisme de novæ ou de vents stellaires » précise Keri Hoadley.

Les scientifiques ont également supposé que c’était une planète et non pas une étoile qui avait été engloutie par TYC 2597-735-1 mais là aussi

« l’énergie nécessaire pour expulser à cette vitesse autant de matériaux ne pouvait s’expliquer par un objet de taille planétaire » ajoute-t-elle.

Le scénario de fusion stellaire étant posé, il restait à comprendre les causes de la brillance ultraviolette de la base du cône. C’est grâce aux télescopes Hale de Caltech à l’observatoire Palomar, près de San Diego, et au W. M. Keck, à Hawaï que les astronomes ont pu interpréter cette lumière. Les deux observatoires ont obtenu la preuve de la présence d’une onde de choc autour de l’étoile, ce qui suggère qu’un nuage de gaz a aussi été éjecté dans l’espace lors de la fusion des deux astres.

L’onde de choc a chauffé les molécules d’hydrogène de ce nuage qui se sont mises à rayonner par fluorescence dans l’ultraviolet.

« Jusqu’à présent, nous n’avons pas vu la nébuleuse briller à d’autres longueurs d’ondes. Nous soupçonnons fortement que la lueur est due à des molécules d’hydrogène. Donc, si cela est vrai, elle pourrait être observée dans certaines bandes étroites dans l’infrarouge avec des instruments du télescope spatial James Webb (JWST)«  souligne Keri Hoadley.

L’engin devrait être lancé, après plusieurs reports, en octobre 2021 et de nombreuses équipes de part le monde attendent avec impatience ses premières observations.

La compréhension de la nature de la Nébuleuse de l’Anneau Bleu permettra d’en apprendre plus sur les fusions d’étoiles. C’est un phénomène qui n’est pas rare dans l’Univers mais les éjectas provenant des étoiles, de la poussière et des gaz, masquent en partie les scènes de fusion. Ils apparaissent très rapidement et mettent quelques milliers d’années à s’estomper.

TYC 2597-735-1 a ainsi été aperçue quand une bonne partie de la poussière s’était dissipée, rendant son observation possible, pile dans le bon créneau temporel pour visualiser la nébuleuse avant que celle-ci ne s’efface aussi d’ici quelques milliers d’années.

(Source : Science & Avenir)

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