Des collisions de vents stellaires sculptent un serpent cosmique
Publié par Adrien le 21/11/2018 à 08:00
Source: ESO
Le VLT de l'ESO capture les détails d'un système de serpentins sculptés par des collisions de vents stellaires.


L'instrument VISIR qui équipe le Very Large Telescope de l'ESO a capturé cette superbe image d'un système stellaire triple nouvellement découvert. Baptisé Apep en référence au dieu du panthéon égyptien, cette structure pourrait être le premier berceau de sursauts gamma détecté à ce jour (Le jour ou la journée est l'intervalle qui sépare le lever du coucher du Soleil ; c'est la période entre deux nuits, pendant laquelle les rayons du Soleil éclairent le ciel. Son début (par rapport à minuit...).

Ce tourbillon capturé par l'instrument VISIR installé sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO s'achemine vers un futur explosif (Un explosif est un composé chimique défini ou un mélange de corps susceptibles lors de leur transformation, de dégager en un temps très court, un...). Il s'agit d'un système stellaire de type Wolf-Rayet, et probablement d'une source de l'un des phénomènes les plus énergétiques de l'Univers (L'Univers est l'ensemble de tout ce qui existe et les lois qui le régissent.) - un sursaut gamma de longue durée (GRB).

“C'est le tout (Le tout compris comme ensemble de ce qui existe est souvent interprété comme le monde ou l'univers.) premier système de ce type découvert au sein de notre propre galaxie” déclare Joseph Callingham de l'Institut (Un institut est une organisation permanente créée dans un certain but. C'est habituellement une institution de recherche. Par exemple, le Perimeter Institute for Theoretical...) Néerlandais de Radioastronomie (La radioastronomie est une branche de l'astronomie qui s'occupe de l'observation du ciel dans le domaine des ondes radio. C'est une science relativement...) (ASTRON), auteur principal de l'étude  sur ce système. “Nous ne nous attendions pas à découvrir un tel système dans notre propre galaxie” (1).

Le système, composé d'un cocon (Le cocon est l'enveloppe de la nymphe de certains insectes. On appelle aussi cocon le sac que les araignées construisent en y introduisant leurs œufs.) d'étoiles massives entouré de poussière, apparaît dans l'un des catalogues sous la référence 2XMM J160050.7-514245. Mais les astronomes l'ont baptisé “Apep”.

Apep tire son appellation de sa forme sinueuse, évoquant celle d'un serpent enroulé autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) d'étoiles centrales. Son homonyme était une divinité du panthéon égyptien, représentée sous l'aspect d'un serpent incarnant le chaos - figuration digne d'un système particulièrement violent. Les anciens Egyptiens pensaient que Rê, le dieu Soleil (Le Soleil (Sol en latin, Helios ou Ήλιος en grec) est l'étoile centrale du système solaire. Dans la classification astronomique, c'est une étoile de...), combattait chaque nuit Apep ; la prière et le culte permettaient à Rê d'emporter la victoire, et de réapparaître chaque matin dans les lueurs de l'aube.  

Les sursauts gamma figurent parmi les explosions les plus puissantes de l'Univers. D'une durée variant de quelques millièmes de seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est une...) à plusieurs heures, ils sont susceptibles de libérer autant d'énergie (Dans le sens commun l'énergie désigne tout ce qui permet d'effectuer un travail, fabriquer de la chaleur, de la lumière, de produire un mouvement.) que le Soleil durant l'intégralité de son cycle de vie (La vie est le nom donné :). Les sursauts gamma de longue durée - supérieure à 2 secondes - sont générés par les explosions en supernovae d'étoiles Wolf-Rayet dotées d'une rotation rapide.

Certaines des étoiles les plus massives évoluent, vers la fin de leur vie, en étoiles de type Wolf Rayet. Cette phase (Le mot phase peut avoir plusieurs significations, il employé dans plusieurs domaines et principalement en physique :) est de courte durée - quelques centaines de milliers d'années seulement, soit un court instant (L'instant désigne le plus petit élément constitutif du temps. L'instant n'est pas intervalle de temps. Il ne peut donc être considéré comme une durée.) à l'échelle cosmologique. Au cours de cette phase, elles expulsent de vastes quantités de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état liquide, l'état...) sous la forme de puissants vents stellaires, caractérisés par des vitesses atteignant les millions de kilomètres (Le mètre (symbole m, du grec metron, mesure) est l'unité de base de longueur du Système international. Il est défini comme la distance parcourue par la...) par heure (L'heure est une unité de mesure  :). Les vents stellaires s'échappant d'Apep atteignent des vitesses incroyables de 12 millions de km/h.

Ces vents stellaires ont généré les panaches en forme de serpentins qui entourent le système d'étoiles triple - composé d'un système binaire (Le système binaire est un système de numération utilisant la base 2. On nomme couramment bit (de l'anglais binary digit, soit « chiffre...) et d'une étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.) compagnon liés ensemble (En théorie des ensembles, un ensemble désigne intuitivement une collection d’objets (les éléments de l'ensemble), « une multitude qui peut être comprise comme un tout », comme...) par la gravitation (La gravitation est une des quatre interactions fondamentales de la physique.). Seules deux étoiles sont visibles sur cette image - la source qui occupe la position inférieure est en réalité une étoile binaire de type Wolf-Rayet non résolue. Cette binaire est responsable de la sculpture (La sculpture existe depuis le paléolithique(il y a 25000 ans à peu près) et la petite figurine de Lespugue, sur ivoire de mammouth, est un très bel exemple de sculpture (taille directe par pression ou bien abrasion en frottant...) tourbillonnaire qui entoure Apep. Cette scupture résulte en effet des collisions des vents stellaires issus des deux étoiles de type Wolf-Rayet.

Comparée aux vents issus d'Apep, la poussière se déplace à des vitesses peu élevées, inférieures à 2 millions de km/h. L'énorme différence de vitesses qui caractérisent les vents stellaires issus d'Apep et la poussière périphérique résulte vraisemblablement de l'échappement, dans des directions différentes, d'un vent (Le vent est le mouvement d’une atmosphère, masse de gaz située à la surface d'une planète. Les vents les plus violents connus ont lieu sur Neptune et sur Saturne. Il est essentiel...) rapide et d'un vent lent d'une même étoile du système binaire. 

Ainsi donc, l'étoile subirait une rotation quasi-critique - sa rotation trop rapide l'entraînerait vers une dislocation (En science des matériaux, une dislocation est un défaut linéaire correspondant à une discontinuité dans l'organisation de la structure cristalline. Une dislocation peut être vue simplement comme un "quantum" de...) fatale. Une étoile de type Wolf-Rayet dotée d'une rotation si rapide est susceptible de produire un sursaut gamma (Les sursauts gamma (en anglais, gamma-ray bursts, abrégé en GRB) sont des bouffées de photons gamma qui apparaissent aléatoirement dans le ciel. Ils sont situés à de très grandes distances de la Terre, et sont de ce fait les...) de longue durée lorsqu'en fin de vie son noyau s'effondre.

Notes

(1) Callingham, aujourd'hui en poste à l'Institut Néerlandais de Radioastronomie (ASTRON), a effectué une partie de ce travail de recherche (La recherche scientifique désigne en premier lieu l’ensemble des actions entreprises en vue de produire et de développer les connaissances scientifiques. Par extension métonymique, la recherche...) alors qu'il travaillait à l'Université (Une université est un établissement d'enseignement supérieur dont l'objectif est la production du savoir (recherche), sa conservation et sa transmission (études supérieures). Aux États-Unis, au moment...) de Sydney, au sein de l'équipe de Peter Tuthill. Outre les observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le...) des télescopes de l'ESO, l'équipe a utilisé le Télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique...) Anglo-Australien de l'Observatoire de Siding Spring en Australie (L’Australie (officiellement Commonwealth d’Australie) est un pays de l’hémisphère Sud dont la superficie couvre la plus grande...)
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