Les astronomes, grâce à une étude infrarouge d’une décennie, ont découvert un nouveau type d’étoile géante âgée et de nombreuses protoétoiles dans la Voie Lactée. Cette étude révolutionnaire, révélant des étoiles qui émettent périodiquement de la fumée et subissent des explosions, offre une nouvelle compréhension de l’évolution stellaire et de la distribution des éléments. (Concept de l’artiste.) Crédit : Issues.fr.com
De nouveaux types d’étoiles, notamment les « vieux fumeurs » et les protoétoiles en éruption, ont été découverts dans le voie Lactée. Cette recherche, utilisant des télescopes avancés, remet en question les théories existantes sur les cycles de vie stellaires et la distribution des éléments dans l’espace.
Des étoiles « cachées », dont un nouveau type de géant âgé surnommé « vieux fumeur », ont été repérées pour la première fois par les astronomes.
Ces objets mystérieux existent au cœur de notre galaxie, la Voie Lactée, et peuvent rester tranquillement pendant des décennies – devenant presque invisibles – avant de soudainement souffler des nuages de fumée, selon une nouvelle étude publiée le 26 janvier dans le journal. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Vue d’artiste d’un nuage de fumée et de poussière projeté par une étoile géante rouge. Vu de gauche, l’étoile reste brillante, mais si elle est vue de droite, elle devient invisible. Crédit : Philip Lucas/Université du Hertfordshire
Aperçus infrarouges et phénomènes Protostar
Une équipe internationale de scientifiques dirigée par le professeur Philip Lucas, de l’Université du Hertfordshire, a fait une découverte révolutionnaire après avoir observé près d’un milliard d’étoiles en lumière infrarouge au cours d’une étude du ciel nocturne de 10 ans.
Ils ont également détecté des dizaines d’étoiles nouveau-nées rarement observées, appelées protoétoiles, qui subissent des explosions extrêmes sur une période de plusieurs mois, années ou décennies, dans le cadre de la formation d’un nouveau système solaire.
La plupart de ces étoiles nouvellement repérées sont cachées à la lumière visible par de grandes quantités de poussière et de gaz dans la Voie lactée – mais la lumière infrarouge peut passer à travers, permettant aux scientifiques de les voir pour la première fois.
Vue d’artiste d’une éruption dans le disque de matière autour d’une étoile nouveau-née. La partie la plus interne du disque devient plus chaude que l’étoile elle-même. Crédit : Philip Lucas/Université du Hertfordshire
Des astronomes du Royaume-Uni, du Chili, de la Corée du Sud, du Brésil, de l’Allemagne et de l’Italie ont mené leurs recherches avec l’aide du Visible and Infrared Survey Telescope (VISTA) – un télescope de construction britannique situé dans les Andes chiliennes à l’observatoire de Cerro Paranal, qui fait partie de l’Observatoire européen austral (ESO).
L’équipe a gardé un œil vigilant sur des centaines de millions d’étoiles et en a analysé 222 qui présentaient les changements de luminosité les plus importants.
Analyse spectrale et enquête VVV
Le professeur Lucas a déclaré : « Environ les deux tiers des étoiles étaient faciles à classer comme des événements bien compris de divers types.
« Le reste était un peu plus difficile, alors nous avons utilisé l’ESO Très grand télescope pour obtenir les spectres de plusieurs d’entre eux individuellement. Un spectre nous montre la quantité de lumière que nous pouvons voir à différentes longueurs d’onde, ce qui donne une idée beaucoup plus claire de ce que nous regardons.
Images infrarouges d’une étoile géante rouge située à environ 30 000 années-lumière, près du centre de notre galaxie, la Voie lactée, qui s’est évanouie puis est réapparue au cours de plusieurs années. Crédit : Philip Lucas/Université du Hertfordshire
Le travail a été réalisé dans le cadre d’une enquête à long terme appelée « Variables VISTA dans la Via Lactea », ou VVV.
Le Dr Zhen Guo, anciennement de l’Université du Hertfordshire et maintenant basé à l’Université de Valparaiso au Chili, a dirigé les travaux sur les spectres.
Il a déclaré : « Notre objectif principal était de trouver des étoiles nouveau-nées rarement vues, également appelées protoétoiles, alors qu’elles subissent une grande explosion qui peut durer des mois, des années, voire des décennies.
« Ces explosions se produisent dans le disque de matière en rotation lente qui forme un nouveau système solaire. Ils aident l’étoile nouveau-née au milieu à grandir, mais rendent plus difficile la formation des planètes.
« Nous ne comprenons pas encore pourquoi les disques deviennent ainsi instables. »
L’équipe a découvert 32 protoétoiles en éruption dont la luminosité a été multipliée par au moins 40, et dans certains cas par plus de 300.
La plupart des éruptions sont toujours en cours, ce qui permet aux astronomes d’analyser pour la première fois un grand nombre de ces événements mystérieux tout au long de leur évolution – depuis l’état de repos initial, en passant par le pic de luminosité et jusqu’à la phase de déclin.
Enfouie profondément dans le sombre nuage de gaz et de poussière qui remplit l’image, cette étoile s’est progressivement éclaircie par 40 en 2 ans et est restée brillante depuis 2015. La cause de tels événements n’est pas clairement comprise. Cette image infrarouge montre ce que nous verrions si nos yeux étaient sensibles à des longueurs d’onde 3 fois plus longues que la lumière visible. Crédit : Philip Lucas/Université du Hertfordshire
Dévoilement d’un nouveau type de géante rouge
Cependant, l’étude a également révélé quelque chose de complètement inattendu.
Il y avait 21 étoiles rouges près du centre de la Voie Lactée qui ont montré des changements de luminosité ambigus au cours de l’enquête de 10 ans.
Le professeur Lucas a expliqué : « Nous ne savions pas si ces étoiles étaient des protoétoiles commençant une éruption, ou se remettant d’une baisse de luminosité causée par un disque ou une coquille de poussière devant l’étoile – ou s’il s’agissait d’étoiles géantes plus anciennes qui rejetaient de la matière. aux derniers stades de leur vie. »
L’analyse des spectres de sept de ces étoiles, comparée aux données d’enquêtes antérieures, a conclu qu’il s’agissait en fait d’un nouveau type d’étoile géante rouge.
Le professeur Dante Minniti de l’Université Andrés Bello, au Chili, fondateur de l’enquête VVV, a déclaré : « Ces étoiles âgées restent assises tranquillement pendant des années ou des décennies, puis soufflent des nuages de fumée d’une manière totalement inattendue.
« Ils paraissent très pâles et rouges pendant plusieurs années, au point que parfois nous ne pouvons pas les voir du tout. »
Un autre indice sur cette nouvelle découverte réside dans l’emplacement de ces étoiles géantes en déclin. Ils sont fortement concentrés dans la partie la plus interne de la Voie lactée, connue sous le nom de disque nucléaire, une région où les étoiles ont tendance à être plus riches en éléments lourds que partout ailleurs.
Cela devrait faciliter la condensation des particules de poussière hors du gaz dans les couches externes relativement froides des étoiles géantes rouges. Cependant, la manière dont cela conduit à l’éjection des bouffées de fumée dense observées par l’équipe reste un mystère.
Implications pour la distribution élémentaire
Les chercheurs ont déclaré que leurs découvertes pourraient changer ce que nous savons sur la façon dont les éléments sont répartis dans l’espace, comme l’explique le professeur Lucas.
« La matière éjectée des vieilles étoiles joue un rôle clé dans le cycle de vie des éléments, contribuant ainsi à former la prochaine génération d’étoiles et de planètes », a-t-il déclaré.
« On pensait que cela se produisait principalement dans un type d’étoile bien étudié appelé variable Mira.
« Cependant, la découverte d’un nouveau type d’étoile qui rejette de la matière pourrait avoir une signification plus large en termes de propagation d’éléments lourds dans le disque nucléaire et dans les régions riches en métaux d’autres galaxies. »
Les articles « Les sources VVV les plus variables : protoétoiles éruptives, géantes plongeantes dans le disque nucléaire et autres », « Confirmation spectroscopique des YSO éruptifs de haute amplitude et géantes plongeantes de l’enquête VVV » et « Sur l’incidence de l’accrétion épisodique en classe I Les YSO de VVV ont tous été publiés dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
