Une étoile supergiante rouge est entourée d'une sphère de poussière et de gaz si grand qu'il n'y a aucune explication connue pour ce qui l'a produit
La bulle de gaz autour du DFK Supergiant rouge 52
Une étoile mourante expulse une vaste sphère de poussière et de gaz autour de lui qui est à environ moitié aussi large que notre système solaire. Les astronomes sont perdus pour l'expliquer, car il n'y a pas de mécanisme connu qui pourrait produire une telle quantité de matériau à partir d'une étoile.
Les supergiants rouges sont les plus grandes stars de l'univers. Ce sont la dernière étape d'étoiles assez massives qui ont épuisé la plupart de leur carburant, juste avant d'exploser dans une supernova. Au cours de cette phase relativement courte, l'étoile étend rapidement en volume et expulse de grandes quantités de gaz et de poussière qui créent une bulle autour de lui, appelée milieu circonsellaire, qui peut influencer la façon dont l'étoile explose.
Mark Siebert à l'Université de technologie de Chalmers en Suède et ses collègues ont découvert qu'une star supergiante rouge appelée DFK 52 a le plus grand support circonsellaire connu pour ce type d'objet, formant une bulle 50 000 fois plus large que la distance entre la Terre et le Soleil. Mystérieusement, l'étoile est également relativement faible, ce qui implique qu'il a moins d'énergie qu'on pense être nécessaire pour faire un si grand champ de débris. «Nous n'avons aucune idée de comment vous pouvez décrocher autant de matériel dans ce temps», explique Siebert.
Le DFK 52 avait déjà été observé avec plusieurs télescopes et astronomes différents ont trouvé une quantité relativement normale de gaz expulsé de l'étoile. Mais lorsque Siebert et son équipe ont regardé l'étoile avec le grand réseau de millimètres d'Atacama (Alma) au Chili, qui peut observer des longueurs d'onde de lumière à partir de matériaux beaucoup plus froids et plus âgés, ils ont trouvé une structure beaucoup plus étendue.
«Nous voyons ce simple milieu circonsellaire autour de DFK 52, et cela a cette géométrie extrêmement complexe que nous ne pouvons vraiment pas expliquer pleinement pour le moment», explique Siebert. « Nous ne connaissons pas toute la structure de cette chose, mais nous savons que c'est juste énorme. »
En plus d'un flux complexe de bulles se déplaçant dans toute la structure, Siebert et son équipe ont identifié une barre annulaire à mi-chemin de la sphère globale qui se développe à près de 30 kilomètres par seconde. Ils ont calculé que cela devait provenir d'un événement dramatique il y a environ 4000 ans, ce qui peut être essentiel pour expliquer comment l'étoile a produit tant de matériel.
L'emplacement de DFK 52 vu par le télescope spatial Spitzer
Une explication possible pour le grand médium circonsellaire est que l'étoile était autrefois beaucoup plus brillante et a considérablement abaissé – mais les supergiants rouges ne sont pas connus pour fluctuer de cette manière, explique Siebert. Il est également possible qu'une autre étoile ait fait un tour de près ou même dans la plus grande étoile et en train de se débrouiller sur le matériel de DFK 52, mais cela aurait produit une bulle plus symétrique, explique Siebert. «Nous savons qu'une source d'énergie supplémentaire doit y contribuer, mais nous ne savons vraiment pas ce que ce serait», dit-il.
«L'explosion ne changera probablement pas l'évolution globale de la star, mais elle pourrait avoir un impact significatif sur l'apparence de sa future supernova», explique Emma Basor à l'Université de Liverpool John Moores, au Royaume-Uni. «C'est un résultat passionnant et pourrait nous aider à comprendre des supernovae inhabituels.»