Du ciel et de la terre

R136a1, étoile championne toutes catégories de l’Univers connu

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Bien que la théorie prévoit une limite supérieure à la masse d’une étoile d’environ 150 masses solaires, les astronomes avaient déjà repéré l’existence d’étoiles dépassant cette limite. Celles-ci sont très, très rares.

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Une nouvelle étude parue dans les annales mensuelles de la Royal Astronomical Society nous annonce la découverte de plusieurs de ces monstres stellaires dont l’un est le record absolu en matière de taille d’étoiles.

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Les chercheurs, dirigés par Paul Crowther, professeur d’astrophysique à l’université de Sheffield, Royaume Uni, ont, pour mener leur enquête, scruté le ciel en infrarouge par l’intermédiaire du Very Large Telescope de l’European Southern Observatory et consulté les archives enregistrées par le télescope spatial Hubble.

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Leur cible : deux très jeunes amas d’étoiles. L’un, NGC 3603, se trouve à 20 000 années lumière dans la Constellation de la Carène, l’autre, RMC 136a (simplifié en R136), fait partie de la Nébuleuse de la Tarentule, située dans la galaxie voisine du Grand Nuage de Magellan, à 165 000 années lumière de nous.

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Contrairement aux étoiles classiques, les étoiles géantes perdent de leur masse en grandes quantités en vieillissant.

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Concernant NGC 3603 les astronomes ont pu mesurer directement la masse d’un couple d’étoiles orbitant en 3,77 jours seulement l’une autour de l’autre ! Elles ont respectivement 120 et 92 masses solaires, à leur naissance elles devaient avoisiner les 148 et 106 masses solaires.

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Dans R136 quatre étoiles possédaient plus de 150 masses solaires à leur naissance. A elles seules elles représentent près de la moitié des vents solaires et du rayonnement de l’ensemble de l’amas qui regroupe 100 000 membres !

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R136 dans le Grand Nuage de Magellan ; crédit image : ESO, P. Crowther, C. J. Evans

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Plan large : 347 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 354 x 4 000 pixels

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A gauche le Grand Nuage de Magellan, vu par le télescope MPEG de 2,2 mètres de l’ESO, au centre la Nébuleuse de la Tarentule vue par le VLT et à droite l’amas d’étoile R136 vu par le VLT

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Le record absolu qui, selon les astronomes, n’est pas près d’être battu, est détenu par R136a1. A sa naissance R136a1 “pesait” 320 masses solaires. Maintenant, après un million d’années, soit la moitié de son existence, sa masse représente la bagatelle de 265 fois celle de notre étoile ! Ce champion de l’univers poids lourds est, par conséquence, l’étoile la plus lumineuse connue dans l’Univers, près de 10 millions de fois la luminosité de notre Soleil !

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R136a1, crédit image ESO, P Crowther, C J Evans

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Plan large : 1 296 x 1 288 pixels

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R136a1 se situe juste au centre de ce cliché pris dans le proche infrarouge par le VLT.

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Les chercheurs ont aussi profité de leurs observations pour évaluer la répartition de la masse des étoiles dans ce type de jeunes amas d’étoiles. Pour eux il existe bien une limite supérieure, celle de R136a1, même si elle repousse d’un facteur 2 la limite théorique de 150 masses solaires.

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Sur la vue d’artiste ci-dessous sont représentés les grands types d’étoiles : de la naine rouge (80 masses jupitériennes (en deçà il s’agit d’un soleil raté, une naine brune), puis une étoile jaune semblable à notre Soleil, jusqu’à la géante bleue d’une dizaine de masses solaires. Dans le fond, à l’échelle, R136a1 : un dessin évite un long discours !

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Taille des étoiles ; crédit image : ESO, M. Kommesser

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Plan large : 579 x 1 024 pixels

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Plan très large : 1 406 x 2 500 pixels

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L’existence de ces “hyper-étoiles” reste une énigme pour les scientifiques.

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Nous avons lu récemment que des étoiles massives naissent de la même manière que les étoiles classiques (voir note du 15 juillet 2010). La naissance de R136a1, qui a lieu dans un dense amas d’étoile, s’est-elle faite par fusion d’étoiles massives comme il serait logique de le penser ?

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Les étoiles possédant entre 8 et 150 masses solaires explosent à la fin de leur courte vie en supernovae et se transforment soit en étoiles à neutrons soit en trous noirs. Qu’en est-il de la fin de monstres comme R136A1? En 2006 (voir note du 8 mai 2007) a été découvert un nouveau type de supernova, est-ce la trace de la fin de vie d’une de ces “hyper-étoiles” ?

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Source : site ESO

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