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Very Large Telescope capture la disparition d'une étoile massive

Un mystère cosmique: le télescope ESO capture la disparition d'une étoile massive

Cette illustration montre à quoi l'étoile variable bleue lumineuse de la galaxie naine Kinman aurait pu ressembler avant sa mystérieuse disparition. Crédit: ESO / L. Calçada

À l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral, les astronomes ont découvert l'absence d'une étoile massive instable dans une galaxie naine. Les scientifiques pensent que cela pourrait indiquer que l'étoile est devenue moins brillante et partiellement obscurcie par la poussière. Une autre explication est que l'étoile s'est effondrée dans un trou noir sans produire de supernova. "Si c'est vrai", explique le chef d'équipe et le doctorat. Andrew Allan, étudiant du Trinity College de Dublin, en Irlande, "ce serait la première détection directe d'une telle étoile monstre terminant sa vie de cette manière".


Entre 2001 et 2011, diverses équipes d'astronomes ont étudié la mystérieuse étoile massive, située dans la galaxie naine Kinman, et leurs observations ont indiqué qu'elle était à un stade avancé de son évolution. Allan et ses collaborateurs en Irlande, au Chili et aux États-Unis voulaient en savoir plus sur la façon dont les étoiles très massives finissent leur vie, et l'objet dans le Kinman Dwarf semblait être la cible parfaite. Mais quand ils ont pointé le VLT d'ESO vers la galaxie lointaine en 2019, ils ne pouvaient plus trouver les signatures révélatrices de l'étoile. "Au lieu de cela, nous avons été surpris de découvrir que l'étoile avait disparu!" dit Allan, qui a dirigé une étude sur l'étoile publiée aujourd'hui dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Située à environ 75 millions d'années-lumière dans la constellation du Verseau, la galaxie naine Kinman est trop éloignée pour que les astronomes puissent voir ses étoiles individuelles, mais ils peuvent détecter les signatures de certaines d'entre elles. De 2001 à 2011, la lumière de la galaxie a constamment montré qu'elle abritait une étoile «variable bleue lumineuse» environ 2,5 millions de fois plus brillante que le Soleil. Les étoiles de ce type sont instables, montrant des changements dramatiques occasionnels dans leurs spectres et leur luminosité. Même avec ces changements, les variables bleues lumineuses laissent des traces spécifiques que les scientifiques peuvent identifier, mais elles étaient absentes des données collectées par l'équipe en 2019, les laissant se demander ce qui était arrivé à l'étoile. "Il serait très inhabituel qu'une étoile aussi massive disparaisse sans produire une explosion de supernova lumineuse", explique Allan.

Le groupe a d'abord tourné l'instrument ESPRESSO vers l'étoile en août 2019, en utilisant simultanément les quatre télescopes de 8 mètres du VLT. Mais ils n'ont pas pu trouver les signes qui indiquaient auparavant la présence de l'étoile lumineuse. Quelques mois plus tard, le groupe a essayé l'instrument X-shooter, également sur le VLT de l'ESO, et n'a de nouveau trouvé aucune trace de l'étoile.

"Nous avons peut-être détecté l'une des étoiles les plus massives de l'Univers local pénétrant doucement dans la nuit", a déclaré Jose Groh, membre de l'équipe, également du Trinity College de Dublin. "Notre découverte n'aurait pas été faite sans l'utilisation des puissants télescopes ESO de 8 mètres, leur instrumentation unique et l'accès rapide à ces capacités suite au récent accord de l'Irlande pour rejoindre l'ESO." L'Irlande est devenue un État membre de l'ESO en septembre 2018.

L'équipe s'est ensuite tournée vers des données plus anciennes collectées à l'aide de X-shooter et de l'instrument UVES sur le VLT d'ESO, situé dans le désert chilien d'Atacama, et des télescopes ailleurs. "L'ESO Science Archive Facility nous a permis de trouver et d'utiliser des données du même objet obtenues dans 2002 et 2009 », explique Andrea Mehner, astronome de l'ESO au Chili qui a participé à l'étude. "La comparaison des spectres UVES haute résolution de 2002 avec nos observations obtenues en 2019 avec le plus récent spectrographe haute résolution d'ESO ESPRESSO a été particulièrement révélatrice, tant du point de vue astronomique que du point de vue de l'instrumentation."

Les anciennes données indiquaient que l'étoile du nain Kinman aurait pu subir une forte période d'explosion qui aurait probablement pris fin quelque temps après 2011. Les étoiles variables bleues lumineuses telles que celle-ci sont sujettes à des explosions géantes au cours de leur vie, provoquant les étoiles 'taux de perte de masse à pic et leur luminosité à augmenter de façon spectaculaire.

Sur la base de leurs observations et de leurs modèles, les astronomes ont suggéré deux explications à la disparition de l'étoile et à l'absence de supernova, liées à cette éventuelle explosion. L'explosion peut avoir entraîné la transformation de la variable bleue lumineuse en une étoile moins lumineuse, qui pourrait également être partiellement cachée par la poussière. Alternativement, l'équipe dit que l'étoile s'est peut-être effondrée dans un trou noir, sans produire d'explosion de supernova. Ce serait un événement rare: notre compréhension actuelle de la façon dont les étoiles massives meurent indique que la plupart d'entre elles finissent leur vie dans une supernova.

De futures études sont nécessaires pour confirmer le sort réservé à cette étoile. Prévu pour commencer ses opérations en 2025, le télescope extrêmement grand (ELT) de l'ESO sera capable de résoudre des étoiles dans des galaxies lointaines telles que la naine Kinman, aidant à résoudre des mystères cosmiques tels que celui-ci.


La fusion entre deux étoiles a conduit à une supernova emblématique et super géante bleue


Plus d'information:
"La disparition éventuelle d'une étoile massive dans la galaxie à faible métallicité PHL 293B" Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2020). academique.oup.com/mnras/article… .1093 / mnras / staa1629

Citation:
Un mystère cosmique: Very Large Telescope capture la disparition d'une étoile massive (2020, 30 juin)
récupéré le 30 juin 2020
depuis https://phys.org/news/2020-06-cosmic-mystery-large-telescope-captures.html

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