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Vie et mort d'une étoile
Les étoiles comme notre Soleil génèrent leur
énergie par la fusion nucléaire de l'hydrogène. Lorsque cet
hydrogène est consommé, la réaction se poursuit par la fusion de
l'hélium. Cependant, la masse de ce type d'étoile est insuffisante
pour produire la température nécessaire à la fusion d'éléments plus
lourds. Hydrogène et hélium entièrement consommés, le processus
s'arrête et l'étoile se refroidit pour se transformer en une naine
blanche, qui s'éteindra ensuite par manque de combustible.
Habituellement, la vie d'une étoile de ce type
est terminée à ce stade. Mais pas pour J005311 - c’est ainsi que les
scientifiques ont baptisé leur nouvelle découverte dans la
constellation de Cassiopée, à 10.000 années-lumière de la Terre.
"Nous supposons que deux naines blanches se sont formées à proximité
l'une de l'autre il y a plusieurs milliards d'années", explique le
professeur Norbert Langer d'AIfa. "Elles se sont placées en orbite
l'une autour de l'autre, engendrant des distorsions dans
l'espace-temps que nous appelons des ondes gravitationnelles. Ce
faisant, elles ont perdu de leur énergie. En retour, la distance qui
les séparait s'est de plus en plus réduite, jusqu'à ce qu'elles
fusionnent."
A partir de ce moment, la masse du nouvel
astre était devenue suffisante pour amorcer la fusion d'éléments
plus lourds que l'hydrogène ou l'hélium, et la fournaise stellaire
s'est rallumée : l'étoile a ressuscité d'entre les morts. "Un tel
événement est extrêmement rare", souligne Gräfener. "Il n'y a
probablement même pas une demi-douzaine d'objets de ce type dans
toute notre galaxie, la Voie Lactée, et nous en avons découvert un."
Toutes les données convergent vers cette
hypothèse
Même si cette observation résulte d'un coup de
chance extraordinaire et si son interprétation reste à confirmer,
les chercheurs sont convaincus de leur hypothèse.
D'une part, l'étoile au centre de la nébuleuse
gazeuse est 40.000 fois plus brillante que notre Soleil, et beaucoup
plus brillante qu'une naine blanche. En outre, son spectre indique
que J005311 produit un vent stellaire extrêmement fort - il s'agit
du flot de matière qui émane de la surface stellaire, généré par le
processus de fusion. Seulement, avec une vitesse mesurée de 16.000
kilomètres par seconde, le vent de J005311 est si rapide que ce
facteur à lui seul ne suffit pas à l'expliquer. Cependant, les
naines blanches fusionnées devraient avoir un très fort champ
magnétique tournant. "Nos simulations montrent que ce champ agit
comme une turbine, ce qui accélère encore plus le vent stellaire",
déclare Gräfener.
Une étoile en fin de vie...
Malheureusement, la résurgence de J005311 ne
durera pas longtemps. Dans seulement quelques milliers d'années,
l'étoile aura transformé tous les éléments en fer et s'estompera à
nouveau. Les processus de fusion ayant entraîné une augmentation de
sa masse de l'ordre de 1,4 fois celle du Soleil, l'étoile subira un
destin exceptionnel : sa puissance de rayonnement ne suffisant plus à
équilibrer sa force de gravitation, elle s'effondrera brutalement sur
elle-même. Dans le même temps, les électrons et les protons qui
constituent sa matière fusionneront en neutrons, ce qui produira une
supernova dont la résultante sera une nouvelle étoile à neutrons, un
astre de seulement quelques kilomètres de diamètre, mais plus lourd que
l'ensemble de notre Système solaire.
Jean Etienne
Sources principales :
A massive white-dwarf merger product before
final collapse. Nature, 20 mai 2019.
Stellar Waltz With Dramatic Ending. SpaceRef, 22 mai 2019. |
