Lorsque les humains ont commencé à scruter l’espace, leur matériel ne leur permettait que de se focaliser sur de toutes petites portions de la voûte céleste. Mais au fil des siècles, et tout particulièrement ces dernières années, les ingénieurs ont conçu des observatoires de plus en plus perfectionnés, capables de capturer de larges portions de la voûte céleste en quelques photos.
Ces progrès ont ouvert la voie à des tas de découvertes sensationnelles. En quelques années, le catalogue des astronomes s’est enrichi de nombreux objets dont nos ancêtres ne soupçonnaient même pas l’existence, souvent avec des implications très profondes pour notre compréhension de la dynamique du cosmos. Nous en avons encore eu un bel exemple récemment. Dans une série de papiers de recherche repérés par Universe Today, des chercheurs expliquent avoir découvert un tout nouveau type d’étoile.
Ces découvertes ont émergé d’une très longue campagne d’observation du Visible and Infrared Survey Telescope for Astronomy (VISTA). Il s’agit d’un énorme télescope chilien opéré par le prestigieux ESO. Il se distingue notamment par ses mensurations. Avec sa caméra de trois tonnes munie de 16 capteurs, c’est de très loin le plus grand télescope consacré à l’observation de l’espace dans le domaine de l’infrarouge proche. Il dispose notamment d’un champ de vision extrêmement large qui lui a déjà permis d’observer des centaines de millions de corps célestes au cours d’une énorme campagne d’observation de plus de dix ans.
Une grande collection d’étoiles clignotantes
Dans cette vaste collection cosmologique, l’équipe a identifié 222 étoiles dont la luminosité variait énormément au cours du temps. Cette particularité les rend particulièrement précieuses d’un point de vue scientifique. En effet, en étudiant méticuleusement ces fluctuations, les astronomes peuvent en déduire des tas d’informations précieuses sur la dynamique de l’astre lui-même, mais aussi sur les autres objets à proximité qui pourraient le masquer temporairement.
Parmi ces 200 étoiles, les chercheurs en ont isolé 32 qui leur semblaient particulièrement intéressantes : il s’agissait de protoétoiles en éruption. Ce sont des astres juvéniles en pleine crise d’adolescence ; elles venaient tout juste d’initier le processus qui génère les vastes réactions de fusion thermonucléaires typiques des étoiles matures.
Et comme chez les humains, il s’agit d’un processus turbulent. Au fil du temps, elles devenaient de plus en plus brillantes. D’après les auteurs, certaines avaient multiplié leur luminosité par 300 en l’espace de quelques années à peine ! En d’autres termes, le VISTA a surpris ces astro-bambins au beau milieu d’une période précieuse, à la fois très courte et excessivement révélatrice par rapport au cycle de vie des étoiles. Ils pourront donc se focaliser dessus pour affiner les modèles qui décrivent la dynamique du cosmos dans son ensemble.
Mais au-delà de ces découvertes déjà très enthousiasmantes, les astronomes ont fait une autre trouvaille complètement inattendue. Près du centre de la Voie lactée, ils ont identifié plusieurs géantes rouges un peu particulières. Ces étoiles sont typiquement extrêmement massives, très chaudes et lumineuses. Mais 21 d’entre elles présentaient une autre particularité assez étonnante. Tout au long de la campagne d’observation de 10 ans, elles ont subi des variations de luminosité ambiguës et très inhabituelles. Les chercheurs étaient donc assez perplexes par rapport à leur nature exacte.
Les “vieilles fumeuses“, un nouveau type de géante rouge
« Nous ne savions pas s’il s’agissait de protoétoiles en début d’éruption, ou si elles étaient en train de récupérer d’une baisse de luminosité provoquée par un risque ou une enveloppe de poussière. Il aurait aussi pu s’agir de plus vieilles étoiles géantes, en train d’éjecter de la matière au crépuscule de leur vie », explique Philip Lucas, auteur principal des études.
Pour tirer cette affaire au clair, son équipe a sélectionné 7 de ces étoiles mystérieuses afin d’en analyser le spectre lumineux. Ils ont eu la surprise de constater que les données spectrales ne collaient à aucune de leurs hypothèses. Elles émettaient une lumière proche de celles des géantes rouges très anciennes, mais avec des différences considérables au niveau de certains motifs.
Par conséquent, les chercheurs en ont conclu qu’ils avaient finalement affaire à un tout nouveau type de géante rouge. Ils les ont baptisées « old smokers » (vieilles fumeuses), en référence au phénomène suspecté de provoquer ces variations de luminosité.
« Ces étoiles très âgées se reposent discrètement pendant de longues périodes avant d’émettre des nuages de fumée de façon totalement inattendue », explique Lucas. « Elles apparaissent très peu lumineuses pendant des années, à tel point qu’il est parfois impossible de les voir, avant de devenir beaucoup plus lumineuses ».
Avec le recul, un élément de contexte important est venu conforter cette hypothèse. Ces étoiles sont toutes situées dans le disque nucléaire, la zone la plus centrale de notre galaxie. Or, les pensionnaires de ce disque sont généralement beaucoup plus riches en éléments lourds, au-delà du fer. Selon les auteurs, cette composition chimique favorise la condensation de particules de poussière dans les couches périphériques de l’étoile, là où la température est un peu moins infernale. C’est probablement ce matériel qui est à l’origine des grandes émissions de fumée.
Un rôle clé dans la dynamique de la Voie lactée
En revanche, les auteurs n’ont pas la moindre idée du processus qui pourrait éjecter ces particules des couches externes de l’étoile. La bonne nouvelle, c’est que cela leur offre une piste de recherche claire sur un processus potentiellement très important dans la dynamique stellaire.
« La matière éjectée par les vieilles étoiles joue un rôle déterminant dans le cycle de vie des éléments en participant à la formation des prochaines générations d’étoiles », explique Lucas cité par ScienceDaily. « On pensait que cela se déroulait seulement dans un autre type d’étoile bien étudié, les étoiles variables de type Mira. Mais cette découverte d’un nouveau type d’étoile qui éjecte de la matière pourrait avoir des implications profondes pour la répartition des éléments lourds dans le disque nucléaire et le reste de la galaxie. »
Les papiers de recherche sont disponibles ici, là, là, et là.
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