Un phénomène extraordinaire dans l’espace capturé par une nouvelle image époustouflante
L’Univers est vraiment plein de merveilles, et le télescope spatial James Webb vient de nous donner la meilleure vue de l’une d’entre elles.
La nouvelle image du télescope spatial James Webb de la nébuleuse spectaculaire autour de WR 140. (JWST/MIRI/Judy Schmidt)
L’objet en question est une étoile située à environ 5 600 années-lumière, et l’œil infrarouge du Webb a relevé un détail extraordinaire : l’étoile est entourée de ce qui semble être des anneaux concentriques de lumière rayonnant vers l’extérieur.
Si les pics de diffraction caractéristiques de Webb ne sont pas “réels”, ces anneaux concentriques, eux, le sont – et il existe une explication merveilleuse et fascinante à leur sujet.
L’étoile est en fait une paire binaire d’étoiles rares dans la constellation de Cygnus, et leurs interactions produisent des éruptions périodiques précises de poussière qui s’étendent en coquilles dans l’espace autour de la paire au fil du temps.
Ces coquilles de poussière brillent dans l’infrarouge, ce qui a permis à un instrument aussi sensible que le MIRI de Webb de les résoudre avec des détails exquis.
L’image complète telle que traitée par Judy Schmidt. (JWST/MIRI/Judy Schmidt)
L’étoile est ce que l’on appelle une binaire à vent de collision, composée d’une étoile Wolf-Rayet extrêmement rare, appelée WR 140, et d’une étoile compagne chaude et massive de type O – un autre objet rare.
Les étoiles Wolf-Rayet sont très chaudes, très lumineuses et très vieilles, à la fin de leur vie sur la séquence principale. Elles sont fortement appauvries en hydrogène, riches en azote ou en carbone, et perdent de la masse à un rythme très élevé.
Les étoiles de type O font partie des étoiles les plus massives connues, elles sont également très chaudes et brillantes ; parce qu’elles sont si massives, leur durée de vie est incroyablement courte.
Les deux étoiles du système WR 140 ont des vents stellaires rapides, soufflant dans l’espace à environ 3 000 kilomètres par seconde. Elles perdent donc toutes deux de la masse à un rythme assez effréné. Jusqu’ici tout est normal, pour les deux étoiles.
Là où cela devient intéressant, c’est leur orbite, qui est elliptique. Cela signifie que les étoiles ne décrivent pas de jolis cercles bien nets l’une autour de l’autre, mais des ovales, avec un point où elles sont le plus éloignées l’une de l’autre (apastron) et un point où elles sont le plus proches l’une de l’autre (périastre).
Lorsque les deux étoiles entrent dans le périastre – une distance supérieure d’environ un tiers à la distance entre la Terre et le Soleil – elles deviennent suffisamment proches pour que leurs vents puissants entrent en collision.
Cette collision produit des chocs dans la matière entourant les étoiles, accélérant les particules et générant des rayonnements énergétiques, tels que les rayons X. Ces vents de collision provoquent également des épisodes d’effondrement des étoiles. Ces vents de collision induisent également des épisodes de formation de poussières lorsque la matière du vent stellaire en collision se refroidit.
Ce processus est visible dans l’animation ci-dessous, qui montre à quoi ressemblerait le système de haut en bas.
Animation montrant comment la binaire WR 140 produit de la poussière au périastre. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI)
La poussière est une forme de carbone, qui absorbe la lumière ultraviolette des deux étoiles. La poussière se réchauffe alors et réémet un rayonnement thermique – ce qui est observé par Webb dans les longueurs d’onde infrarouges.
La poussière est ensuite soufflée vers l’extérieur par le vent stellaire, ce qui entraîne l’expansion des coquilles partielles de poussière. Elles se dilatent et se refroidissent au fur et à mesure qu’elles sont projetées vers l’extérieur, perdant ainsi de la chaleur et de la densité.
Ce que vous observez sur l’image de Webb ressemble un peu à une série de bulles ; le bord de chaque enveloppe de poussière est plus visible car vous observez une concentration plus dense de matière en raison de la perspective.
L’orbite de l’étoile binaire ayant une période de 7,94 ans, la collision des vents et la production de poussière se produisent comme une horloge tous les 7,94 ans. Cela signifie que vous pouvez compter les anneaux de la nébuleuse autour de l’étoile binaire, comme les anneaux d’un arbre, pour déterminer l’âge de la coquille de poussière la plus externe visible.
Une vingtaine d’anneaux sont visibles, ce qui signifie que l’on peut voir environ 160 ans de coquilles de poussière dans l’image Webb. Le périastre le plus récent de WR 140 a été observé en 2016.
L’observation de WR 140 par Webb a été demandée par une équipe dirigée par l’astrophysicien Ryan Lau de l’Institut des sciences spatiales et astronautiques de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale.
Ils préparent un article sur les observations, il est donc possible que nous soyons sur le point de découvrir quelque chose de nouveau sur cette étoile fascinante et folle.
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Source : ScienceAlert – Traduit par Anguille sous roche
