Vue d'artiste de l'explosion de RS Ophiuchi. Cliquez pour agrandir
Les astronomes ont récemment remarqué que l'étoile normalement faible RS Ophiuchi s'était suffisamment éclaircie pour être visible sans télescope. Cette étoile naine blanche s'est éclaircie comme ceci 5 fois au cours des 100 dernières années, et les astronomes pensent qu'elle est sur le point de s'effondrer en une étoile à neutrons. RS Ophiuchi est dans un système binaire avec une étoile géante rouge beaucoup plus grande. Les deux étoiles sont si proches que la naine blanche se trouve en fait à l'intérieur de l'enveloppe de la géante rouge et explose de l'intérieur tous les 20 ans environ.
Le 12 février 2006, des astronomes amateurs ont rapporté qu'une faible étoile dans la constellation d'Ophiuchus était soudainement devenue clairement visible dans le ciel nocturne sans l'aide d'un télescope. Les dossiers montrent que cette soi-disant nova récurrente, RS Ophiuchi (RS Oph), a déjà atteint ce niveau de luminosité cinq fois au cours des 108 dernières années, la dernière en 1985. La dernière explosion a été observée avec des détails sans précédent par une armada de télescopes spatiaux et au sol.
S'exprimant aujourd'hui (vendredi) lors de la RAS National Astronomy Meeting à Leicester, le professeur Mike Bode de Liverpool John Moores University et le Dr Tim O'Brien de Jodrell Bank Observatory présenteront les derniers résultats qui jettent un nouvel éclairage sur ce qui se passe lorsque les étoiles explosent.
RS Oph est à un peu plus de 5 000 années-lumière de la Terre. Il se compose d'une étoile naine blanche (le noyau super-dense d'une étoile, de la taille de la Terre, qui a atteint la fin de sa principale phase d'évolution brûlante à l'hydrogène et a perdu ses couches externes) en orbite étroite avec beaucoup plus grande étoile géante rouge.
Les deux étoiles sont si proches l'une de l'autre que le gaz riche en hydrogène des couches extérieures de la géante rouge est continuellement attiré vers le nain par sa forte gravité. Après environ 20 ans, suffisamment de gaz a été accumulé pour qu'une explosion thermonucléaire galopante se produise à la surface de la naine blanche. En moins d'une journée, sa production d'énergie augmente à plus de 100 000 fois celle du Soleil, et le gaz accrété (plusieurs fois la masse de la Terre) est éjecté dans l'espace à des vitesses de plusieurs milliers de kilomètres par seconde.
Cinq explosions comme celle-ci par siècle ne peuvent être expliquées que si la naine blanche est proche de la masse maximale qu'elle pourrait avoir sans s'effondrer pour devenir une étoile à neutrons encore plus dense.
Ce qui est également très inhabituel dans RS Oph, c'est que la géante rouge perd d'énormes quantités de gaz dans un vent qui enveloppe tout le système. En conséquence, l’explosion sur la naine blanche se produit «à l’intérieur» de l’atmosphère étendue de son compagnon et le gaz éjecté y pénètre alors à très grande vitesse.
Quelques heures après la notification de la dernière explosion de RS Oph transmise à la communauté astronomique internationale, des télescopes au sol et dans l'espace sont passés à l'action. Parmi ceux-ci se trouve le satellite Swift de la NASA qui, comme son nom l'indique, peut être utilisé pour réagir rapidement aux choses qui changent dans le ciel. Inclus dans son arsenal d'instruments est un télescope à rayons X (XRT), conçu et construit par l'Université de Leicester.
"Nous avons réalisé à partir des quelques mesures de rayons X prises à la fin de l'explosion de 1985 que c'était une partie importante du spectre dans laquelle observer RS Oph dès que possible", a déclaré le professeur Mike Bode de Liverpool John Moores University, qui a dirigé le campagne d'observation pour l'explosion de 1985 et dirige maintenant l'équipe de suivi Swift sur l'explosion actuelle.
«On s’attendait à ce que des chocs se déclenchent à la fois dans le matériau éjecté et dans le vent de la géante rouge, avec des températures initialement pouvant atteindre environ 100 millions de degrés Celsius - près de 10 fois celles du cœur du Soleil. Nous n'avons pas été déçus! »
Les premières observations de Swift, trois jours seulement après le début de l'explosion, ont révélé une source de rayons X très brillante. Au cours des premières semaines, il est devenu encore plus lumineux, puis a commencé à s'estomper, le spectre suggérant que le gaz se refroidissait, bien qu'à une température de plusieurs dizaines de millions de degrés. C’est exactement ce à quoi on s’attendait lorsque le choc s’est enfoncé dans le vent de la géante rouge et s’est ralenti. Puis quelque chose de remarquable et d'inattendu est arrivé à l'émission de rayons X.
"Environ un mois après l'explosion, la luminosité des rayons X de RS Oph a augmenté de façon très spectaculaire", a expliqué le Dr Julian Osborne de l'Université de Leicester. "C'était probablement parce que la naine blanche et chaude, qui brûle toujours du combustible nucléaire, est alors devenue visible à travers le vent de la géante rouge.
«Ce nouveau flux de rayons X était extrêmement variable et nous avons pu voir des pulsations qui se répètent toutes les 35 secondes environ. Bien que ce soit très tôt et que des données soient encore collectées, une des raisons de la variabilité est que cela est dû à l'instabilité du taux de combustion nucléaire sur la naine blanche. »
Pendant ce temps, les observatoires travaillant sur d'autres longueurs d'onde ont modifié leurs programmes pour observer l'événement. Le Dr Tim O'Brien de Jodrell Bank Observatory, qui a fait son travail de thèse sur l'explosion de 1985, et le Dr Stewart Eyres de l'Université de Central Lancashire, dirigent l'équipe qui obtient les observations radio les plus détaillées à ce jour d'une telle un événement.
«En 1985, nous n'avons pu commencer à observer RS Oph que près de trois semaines après l'explosion, puis avec des installations beaucoup moins capables que celles dont nous disposons aujourd'hui», a déclaré le Dr O’Brien.
«Les observations par radio et par rayons X du dernier éclat nous ont donné des aperçus alléchants de ce qui se passait au fur et à mesure de l'éclatement. De plus, cette fois, nous avons développé des modèles informatiques beaucoup plus avancés. La combinaison des deux maintenant permettra sans aucun doute de mieux comprendre les circonstances et les conséquences de l'explosion.
«En 2006, nos premières observations avec le système MERLIN du Royaume-Uni ont été faites seulement quatre jours après l'explosion et ont montré que l'émission radio était beaucoup plus brillante que prévu», a ajouté le Dr Eyres. «Depuis lors, il s'est éclairci, s'est évanoui, puis s'est à nouveau éclairci. Avec des radiotélescopes en Europe, en Amérique du Nord et en Asie qui surveillent désormais de très près l'événement, c'est notre meilleure chance à ce jour de comprendre ce qui se passe réellement. »
De nombreux observatoires du monde entier obtiennent également des observations optiques, notamment le télescope robotique de Liverpool à La Palma. Des observations sont également menées aux plus grandes longueurs d'onde de la partie infrarouge du spectre.
"Pour la première fois, nous pouvons voir les effets de l'explosion et de ses conséquences aux longueurs d'onde infrarouges depuis l'espace, avec le télescope spatial Spitzer de la NASA", a déclaré le professeur Nye Evans de l'Université de Keele, qui dirige l'équipe de suivi infrarouge.
«Pendant ce temps, les observations que nous avons déjà obtenues du sol, du télescope infrarouge du Royaume-Uni au sommet du Mauna Kea à Hawaï, dépassent déjà de loin les données que nous avions lors de l'éruption de 1985.
«Le vent géant rouge choqué et le matériau éjecté dans l'explosion donnent lieu à des émissions non seulement aux rayons X, optiques et radio, mais aussi dans l'infrarouge, via des lignes coronales (ainsi appelées parce qu'elles sont proéminentes dans le soleil). couronne chaude). Celles-ci seront cruciales pour déterminer l'abondance des éléments dans le matériau éjecté lors de l'explosion et pour confirmer la température du gaz chaud. »
Le 26 février 2006 a été un moment fort de la campagne d'observation. Dans ce qui doit sûrement être un événement unique, quatre satellites spatiaux, ainsi que des observatoires radio à travers le monde, ont observé RS Oph le même jour.
"Cette étoile n'aurait pas pu exploser à un meilleur moment pour les études internationales au sol et dans l'espace d'un événement qui a changé à chaque fois que nous le regardons", a déclaré le professeur Sumner Starrfield de l'Arizona State University, qui dirige le côté américain de la collaboration. . «Nous sommes tous très excités et échangeons de nombreux e-mails chaque jour en essayant de comprendre ce qui se passe ce jour-là, puis de prédire le comportement le lendemain.»
Ce qui est évident, c'est que RS Oph se comporte comme un résidu de supernova de «Type II». Les supernovae de type II représentent la mort catastrophique d'une étoile au moins 8 fois la masse du Soleil. Ils éjectent également des matériaux à très grande vitesse qui interagissent avec leur environnement. Cependant, l'évolution complète d'un vestige de supernova prend des dizaines de milliers d'années. Dans RS Oph, cette évolution se produit littéralement sous nos yeux, environ 100 000 fois plus rapidement.
"Lors de l'explosion de RS Oph en 2006, nous avons une occasion unique de comprendre beaucoup plus complètement des choses telles que les explosions thermonucléaires incontrôlables et les points finaux de l'évolution des étoiles", a déclaré le professeur Bode.
«Avec les outils d'observation maintenant à notre disposition, nos efforts il y a 21 ans semblent plutôt primitifs en comparaison.»
Source d'origine: communiqué de presse RAS
