Cienciaes.com : La vie dramatique des stars « Sources d’eau ». Nous avons parlé avec Carmen Sánchez Contreras

Notre planète tourne autour d’une étoile qui, comparée aux autres, erre seule dans cette zone de la Voie lactée. Cette “solitude” n’est pas habituelle, en fait, la plupart des étoiles qui existent dans la galaxie forment des systèmes doubles, triples, même dans des ensembles plus grands. La relation entre les étoiles et leurs compagnons est très intéressante car selon leur taille, leur âge, ou la distance qui les sépare, leur évolution peut suivre des chemins très différents. Certaines étoiles binaires sont même si proches les unes des autres qu’elles échangent de la matière et peuvent même fusionner, générant en quelques instants une énorme émission d’énergie qui illumine toute la galaxie. L’observation d’un de ces événements est difficile, car, comme il nous le dit Carmen Sánchez Contreraschercheur de SCCI au Centre d’Astrobiologie, elles durent très peu de temps. Cependant, les vestiges qui subsistent après un événement aussi dramatique sont observables.

Carmen Sánchez a participé à une enquête qui a permis d’étudier une quinzaine d’étoiles insolites qui ont récemment traversé un épisode de ce type et sont connues sous le nom de “sources d’eau”. Les résultats de l’étude ont été publiés dans la revue scientifique Astronomie naturelle est signé par un groupe international de chercheurs comprenant des scientifiques de l’Université de technologie de Chalmers à Onsala, en Suède, le Institut d’Astrophysique d’Andalousie et de la Centre d’Astrobiologie (TAXI, SCCI).

L’étude permet de comprendre l’une des trajectoires évolutives stellaires dans lesquelles interviennent des systèmes binaires dans lesquels les deux étoiles sont si proches qu’à un moment donné de leur évolution, elles orbitent dans une enveloppe commune de gaz et de poussières. Cette enveloppe est créée lorsque l’étoile la plus grande et la plus massive, suivant des trajectoires évolutives similaires à celle que le Soleil suivra dans un avenir lointain, après avoir terminé l’hydrogène qui est fusionné à l’intérieur de son noyau, élargit son atmosphère en devenant une géante rouge. Lorsque cela se produit dans un système double très proche, l’enveloppe de gaz et de poussière rejetée par l’étoile la plus massive finit par engloutir l’étoile compagne. La collision avec les gaz ralentit la vitesse de l’étoile la plus petite et celle-ci commence à tomber peu à peu en spirale vers la plus massive. La fin de ce processus peut conduire à deux situations : La plus dramatique se termine par la fusion des deux étoiles dans un processus hautement énergétique qui pourrait donner naissance à une sorte de supernova. Cependant, si l’enveloppe de l’étoile géante rouge éjectée dépasse la compagne avant même que les deux ne fusionnent, un système binaire compact sera créé.

L’équipe de chercheurs a étudié les 15 objets avec l’Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA). ALMA est un complexe de 66 antennes situées sur le Llano de Chajnantor, situé à 5 000 mètres d’altitude, dans le désert chilien d’Atacama. Ces antennes, dont une cinquantaine ont un diamètre de 12 mètres, sont capables d’observer le ciel à l’unisson, générant une image radio équivalente à celle d’un seul radiotélescope de 16 kilomètres de diamètre. Comme les émissions électromagnétiques ont leur origine dans les atomes et les molécules des étoiles, le signal collecté est étudié dans ses différentes fréquences et il est ainsi possible d’identifier les éléments chimiques et les molécules qui les ont générés.

Au fur et à mesure qu’une étoile se dilate dans la phase géante rouge, les conditions physiques de pression et de température des atomes et des molécules qu’elle contient changent dans le nuage. Ces variations permettent l’existence de certaines molécules qui ne pourraient pas exister dans d’autres conditions. Ainsi, à certaines distances de l’étoile principale, des molécules telles que SiO (monoxyde de silicium), H2O (eau), OH, CO, etc. sont détectées. Les émissions radio créées nous parviennent, sont captées avec ALMA Et son étude nous permet de détecter non seulement les molécules qui les ont engendrées, mais aussi les vitesses auxquelles le gaz dont elles font partie se dilate. Normalement, les signaux provenant des molécules d’eau ont tendance à provenir de régions qui ont un certain taux d’expansion et sont communs à de nombreux objets astronomiques. Cependant, dans les 15 objets astronomiques qui ont fait partie de cette étude, les chercheurs ont pu vérifier que ces émissions étaient bien plus rapides que prévu, autrement dit, l’eau émanait plus vite, c’est pourquoi ces objets ont été identifiés comme « de l’eau ». sources”.

L’événement enveloppant commun qui provient de sources d’eau a une durée très courte, à peine des dizaines ou des centaines d’années, mais avec le temps, il peut donner naissance à des nébuleuses planétaires qui, en raison de l’interaction des deux étoiles, prennent des formes irrégulières. L’étude à laquelle participe Carmen Sánchez révèle également que l’on pensait que les sources d’eau provenaient d’étoiles plus massives, de l’ordre de 4 à 8 fois la masse du Soleil, mais cette étude montre que ce n’est pas le cas, que partir d’étoiles moins massives, de taille similaire au Soleil ou de moins de 4 masses solaires.

je vous invite à écouter Carmen Sánchez Contreraschercheur de Conseil Supérieur des Recherches Scientifiques (SCCI) au département d’astrophysique du Centre d’Astrobiologie .

Référence:

Khouri, T., Vlemmings, WHT, Tafoya, D. et al. Identification observationnelle d’un échantillon d’événements récents probables d’enveloppe commune. Nat Astron (2021).