L’énigme de l’étoile hypervéloce HE 0437-5439
L’énigme de l’étoile hypervéloce HE 0437-5439
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Si un astronome est un scientifique amené à résoudre des équations complexes et fastidieuses, son métier, ou plutôt sa passion, l’oblige a endosser bien d’autres rôles. Il doit au besoin se transformer en chasseur ou en détective. Son terrain de chasse est bien sur celui des étoiles.
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Un de ces représentants est Warren Brown, membre de l’équipe du télescope spatial Hubble (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). Il vient de signer comme auteur principal un article paru le 20 juillet 2010 dans The Astrophysical Journal Letters. Son tableau de chasse est éloquent : il a repéré en 2005 la première étoile surprise en hypervitesse quittant notre galaxie. Depuis 2005, il est à l’origine de la découverte de 14 des 16 étoiles répertoriées du même type.
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Ces seize étoiles sont supposées toutes provenir du cœur de notre Voie Lactée.
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L’article du 20 juillet s’attache à l’étude de l’une d’elles : HE 0437-5439. “Grâce à Hubble, nous avons pu, pour la première fois, remonter à l’endroit d’où une étoile en hypervitesse provient, par la mesure de la direction de son mouvement dans le ciel” commente Warren Brown. HE 0437-5439 est issue du centre de notre galaxie et de son trou noir central.
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HE 0437-5439, vue par Hubble ; crédit image : NASA, ESA, O. Gnedin, W. Brown
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Plan très large : 2 250 x 2 250 pixels
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HE 0437-5439 se déplace à la vitesse extraordinaire de 2,5 millions de km/h, soit trois fois plus vite que celle de notre Soleil dans son périple tout autour de la Voie Lactée. Elle se situe déjà dans la lointaine banlieue de notre galaxie, à 200 000 années lumière au-dessus du disque galactique, qui, à titre de comparaison, s’étend sur 100 000 années lumière.
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“L’étoile se déplace à une vitesse absurde, explique Brown, deux fois plus que nécessaire pour quitter le champs gravitationnel galactique. Aucune étoile ne se déplace aussi rapidement dans des circonstances normales, quelque chose d’exotique a du lui arriver. Ce type d’étoile en exil d’une population de 100 milliards d’étoiles est très rare” . Brown estime le nombre d’étoiles en hypervitesse à une pour 100 000.
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Autre énigme à résoudre : une apparente impossibilité physique quand à la position de l’étoile et à sa vitesse par rapport à son âge apparent. HE 0437-5439 est une géante bleue d’environ neuf masses solaires. Pour arriver du noyau galactique à sa place actuelle, 100 millions d’années lui sont nécessaires. Or une géante bleue de cette taille ne survit qu’une vingtaine de millions d’années au maximum.
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Les astronomes ont trouvé la solution probable à ce casse-tête. Le scénario est étonnant et fait rêver.
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Évolution de HE 0437-5439, vue d’artiste ; crédit image : NASA, ESA, A. Feild (STScI)
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A la genèse de HE 0437-5439, n’existaient pas une seule étoile, mais un trio d’étoiles ce qui est assez courant dans notre galaxie. Brown suggère que le trio était composé d’un couple d’étoiles en orbites très proches lié à une autre étoile plus lointaine. En approchant trop près du trou noir central de notre galaxie, l’étoile la plus lointaine a été happée par lui. L’énergie cinétique s’est alors transférée sur la paire restante qui a été expulsée à grande vitesse loin du trou noir central. La paire d’étoile survivante, tout en poursuivant son chemin, a continué à évoluer. La plus massive des deux s’est transformée en géante rouge puis a englobé son partenaire ; les deux étoiles ont fini par fusionner pour former l’actuelle HE 0437-5439, une géante bleue.
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L’hypothèse de l’expulsion d’une étoile à grande vitesse par suite d’un jeu de fronde gravitationnel avec le massif trou noir central galactique a été proposée dès 1988. La théorie prévoit qu’un tel phénomène se reproduit statistiquement tous les 100 000 ans.
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Par ailleurs, en utilisant les capacités de Hubble pour repérer les déplacements des étoiles dans l’espace, l’équipe d’astronomes travaillant avec Brown, essaie de préciser l’origine de quatre autres étoiles hypervéloces toutes situées en périphérie de notre Voie Lactée.
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Source : Hubblesite
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