Crédit d'image: Hubble
De nouvelles recherches du télescope spatial Hubble indiquent que la majorité des grandes étoiles Wolf-Rayat mourantes ont une petite étoile compagnon en orbite à proximité. Les étoiles Wolf-Rayat commencent au moins 20 fois la masse du Soleil, ne durent que quelques millions d'années, puis explosent en supernovae. On pense maintenant que ces étoiles et leurs compagnons transfèrent de la masse en orbite.
La majorité des étoiles "Wolf-Rayet" massives et brillantes mais mourantes ont de la compagnie - une petite étoile compagnon en orbite à proximité, selon de nouvelles observations utilisant le télescope spatial Hubble. Le résultat aidera les astronomes à comprendre comment évoluent les plus grandes étoiles de l'Univers. Cela peut également résoudre le mystère des étoiles incroyablement massives et remettre en question un certain type d'estimation de la distance qui utilise la luminosité apparente de la lumière des étoiles.
Les étoiles Wolf-Rayet (WR) commencent leur vie en tant que titans cosmiques, avec au moins 20 fois la masse du Soleil. Ils vivent vite et meurent durement, explosant en supernova et projetant de grandes quantités d'éléments lourds dans l'espace pour être utilisés par les générations futures d'étoiles et de planètes. «Je dis aux gens que j'étudie les étoiles qui ont fait beaucoup de carbone dans leur corps et l'or dans leurs bijoux», explique le Dr Debra Wallace du Goddard Space Flight Center de la NASA, Greenbelt, Md. «Comprendre comment évoluent les étoiles Wolf-Rayet est un maillon essentiel de la chaîne des événements qui ont finalement mené à la vie. » Wallace est l'auteur principal d'articles sur cette recherche qui seront publiés dans l'Astronomical Journal et l'Astrophysical Journal.
Au moment où ces étoiles approchent de la fin de leur courte durée de vie, pendant la phase «Wolf-Rayet», elles fondent des éléments lourds dans leurs noyaux dans une tentative effrénée d'empêcher l'effondrement sous leur immense masse. Cela génère une chaleur et un rayonnement intenses qui entraînent des vents stellaires féroces de 2,2 millions à 5,4 millions de miles par heure (3,6 millions à 9 millions de km / h) caractéristiques des étoiles WR (image 1). Ces vents soufflent sur les couches externes des étoiles WR, réduisant considérablement leur masse et compressant les nuages interstellaires voisins, déclenchant leur effondrement gravitationnel et enflammant une nouvelle génération d'étoiles.
Parce que les distances cosmiques sont si grandes, ce qui apparaît comme une seule étoile même lorsqu'elle est vue à travers de grands télescopes (Image 2) peut en fait être deux étoiles ou plus en orbite l'une autour de l'autre (Images 3 et 4). Dans la nouvelle recherche, Wallace et son équipe ont utilisé le pouvoir de résolution supérieur de la caméra planétaire dans l'instrument de caméra planétaire à champ large 2 à bord de Hubble pour identifier de nouvelles étoiles compagnes potentielles pour 23 des 61 étoiles WR de notre galaxie. Bien que les étoiles compagnes apparentes doivent être confirmées avec une technique d'analyse de la lumière appelée spectroscopie, l'équipe a été prudente en déclarant les étoiles compagnes proches.
"La partie des étoiles Wolf-Rayet ayant des étoiles compagnes identifiées visuellement a zoomé de 15% avant Hubble à 59% avec nos observations, qui comprenaient un quart des étoiles WR connues dans notre galaxie", a déclaré Wallace. "Je ne serais pas surpris si de futures observations révèlent des compagnons autour d'un pourcentage encore plus élevé."
La présence d'une étoile compagnon devrait influencer significativement l'évolution de ces étoiles, selon l'équipe. L'une des nombreuses influences possibles est le transfert de masse. Si les étoiles se rapprochent à un moment donné de leur orbite, leur interaction gravitationnelle pourrait amener l'un à transférer du gaz à l'autre, modifiant considérablement leurs masses au fil du temps. Étant donné que les étoiles plus massives utilisent leur carburant beaucoup plus rapidement que les étoiles moins massives, un tel transfert de masse pourrait modifier considérablement leur durée de vie. D'autres influences incluent la modification des orbites, des taux de rotation ou des taux de perte de masse par l'attraction de leur gravité et l'impact des vents stellaires. "Les astronomes ont supposé que les étoiles Wolf-Rayet étaient célibataires lorsqu'ils essayaient de calculer leur évolution, mais nous constatons que la plupart ont de la compagnie", a déclaré Wallace. «C'est comme penser que la vie conjugale sera la même chose que la vie de célibataire. Une star compagnon doit changer la vie de ces stars d'une manière ou d'une autre. »
Étant donné que ce qui est considéré comme une étoile peut en fait être deux ou même plus, des estimations de masse énormes de plus de cent fois celles du Soleil pour certaines étoiles peuvent devoir être révisées à la baisse. "Cela aide à clarifier un mystère apparent, car les astronomes pensent qu'il y a une limite à la taille d'une étoile", a déclaré Wallace. «Plus une étoile est massive, plus elle consomme rapidement son carburant et plus elle brille. Au-dessus d'une centaine de masses solaires, une étoile devrait essentiellement se séparer par son rayonnement intense. »
Le résultat rend également plus incertaine une technique courante d'estimation des distances à ces étoiles. Pour obtenir une estimation de la distance d'une étoile, on obtient le type spectral de l'étoile, une analyse de la lumière de l'étoile qui révèle ses caractéristiques uniques, comme une empreinte digitale. Pour un type spectral donné, on connaît la luminosité absolue moyenne de l'étoile (à quel point elle serait brillante si elle était à une certaine distance - 32,6 années-lumière). En mesurant sa luminosité apparente (à quel point elle semble lumineuse à sa distance réelle, mais inconnue), on peut alors utiliser la relation entre sa luminosité apparente et absolue pour déterminer la distance réelle. S'il y a vraiment deux étoiles (ou plus) que vous ne voyez pas, l'étoile WR apparaîtra plus brillante qu'elle ne le devrait pour son type spectral et sa distance réelle, ce qui entraîne une estimation erronée de la distance.
L'équipe comprend Wallace; Dr Douglas R. Gies du Département de physique et d'astronomie, Georgia State University, Atlanta, Ga .; Anthony F. J. Moffat, Département de physique, Université? de Montréal, Québec, Canada; et Michael M. Shara, Département d'astrophysique, Musée américain d'histoire naturelle, New York, N.Y. La recherche a été financée par la NASA.
Source d'origine: communiqué de presse de la NASA
