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Grâce au Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA) dont l'ESO est un partenaire, des astronomes ont repéré l'existence d'un nuage de gaz particulier, fruit de la rencontre entre deux étoiles. L'une des deux étoiles est devenue si volumineuse qu'elle a englouti l'autre qui, à son tour, a tournoyé en direction son compagnon, l'obligeant à expulser ses enveloppes externes.
Cette nouvelle image acquise par ALMA témoigne de l'issue d'un combat stellaire: une structure de gaz complexe et étonnante en périphérie du système binaire HD101584. Les couleurs représentent la vitesse, s'échelonnant du bleu – le gaz se déplaçant le plus rapidement dans notre direction – au rouge – le gaz s'éloignant le plus rapidement dans la direction opposée. Les jets situés le long de la ligne de visée propulsent la matière figurée en bleu ou rouge. Les étoiles de la binaire forment un seul et unique point brillant au sein de la structure annulaire colorée en vert, qui se déplace à la même vitesse que l'ensemble du système le long de la ligne de visée. Aux dires des astronomes, cet anneau trouve son origine dans la matière éjectée, alors que l'étoile de masse inférieure spiralait en direction de son compagnon, la géante rouge.
Crédit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), Olofsson et al. Acknowledgement: Robert Cumming
A l'instar des humains, les étoiles évoluent au fil du temps pour finalement s'éteindre. Ainsi, lorsque le Soleil et les étoiles de même type auront consumé l'hydrogène composant leur noyau, leur volume augmentera. Le Soleil se transformera alors en une brillante géante rouge. Puis, il perdra ses enveloppes externes. Seul son noyau subsistera: une étoile chaude et dense baptisée naine blanche.
“Le système stellaire HD101584 est particulier dans la mesure où ce 'processus final' s'est achevé prématurément et de façon spectaculaire, le proche compagnon de faible masse ayant été englouti par la géante” précise Hans Olofsson de l'Université de Technologie de Chalmers, Suède, auteur d'une récente étude de cet intrigant objet, parue au sein de la revue Astronomy & Astrophysics.
Grâce aux nouvelles observations effectuées au moyen d'ALMA, complétées des données acquises par le télescope APEX (Atacama Pathfinder EXperiment) de l'ESO, Hans Olofsson et son équipe sont désormais en mesure d'assimiler les événements s'étant produits au sein du système binaire HD101584 à un véritable combat stellaire. Alors que l'étoile principale se changeait en géante rouge, son volume augmenta suffisamment pour absorber sa compagne de masse inférieure. En réponse, l'étoile de plus faibles dimensions tournoya en direction du coeur de la géante, sans pour autant entrer en collision avec elle. Cette stratégie se solda par l'explosion de l'étoile géante, la dispersion de ses enveloppes gazeuses externes et la mise à nu de son noyau.
Aux dires de l'équipe, la structure complexe de gaz qui compose la nébuleuse HD101584 résulte du mouvement hélicoïdal de l'étoile de faibles dimensions en direction de la géante rouge, ainsi que des jets de gaz générés lors de ce processus. En se propageant au travers des enveloppes de gaz déjà éxpulsées, ces jets leur ont porté un coup fatal, les transformant en anneaux de gaz et les dispersant en blobs de couleurs bleue et rouge, au sein de la nébuleuse.
Localisation de HD101584 dans la constellation du Centaure
Un combat stellaire présente l'intérêt d'aider les astronomes à mieux comprendre l'évolution finale d'étoiles tel le Soleil. “Aujourd'hui, nous sommes en mesure de décrire les phases finales communes à de nombreuses étoiles de type Soleil. Toutefois, nous ne connaissons pas la raison pour laquelle ni le processus exact grâce auquel cela se produit. Parce qu'elle se situe précisément dans cette courte phase de transition entre des stades d'évolution mieux étudiés, HD101584 nous offre d'importantes clés de compréhension de ces processus. Les images détaillées de l'environnement de HD101584 nous permettent d'établir un lien entre l'étoile géante qu'elle était auparavant et le vestige stellaire qu'elle sera prochainement” ajoute Sofia Ramstedt de l'Université d'Uppsala, Suède, co-auteure de cette étude.
Une autre co-auteure, Elizabeth Humphreys de l'ESO au Chili, souligne qu'ALMA et APEX, implantés dans le désert de l'Atacama, remplirent des rôles essentiels, permettant à l'équipe de sonder “à la fois les mécanismes physiques et chimiques en action” au sein du nuage de gaz. Et d'ajouter: “Cette surprenante image de l'environnement circumstellaire de HD101584 n'aurait pu être acquise sans l'extrême sensibilité ni la formidable résolution angulaire d'ALMA.”
Les télescopes actuels permettent aux astronomes d'étudier le gaz situé en périphérie de la binaire. Toutefois, les deux étoiles figurant au centre de la nébuleuse sont trop proches l'une de l'autre et trop distantes de la Terre pour pouvoir être résolues. L'ELT (Extremely Large Telescope) de l'ESO, actuellement en construction dans le Désert de l'Atacama au Chili, “fournira des informations sur le coeur de l'objet” conclut Hans Olofsson, permettant ainsi aux astronomes d'examiner de plus près les deux adversaires de ce combat stellaire.
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