16 ans pour découvrir que la nébuleuse de l’Anneau bleu n’est en faite pas un anneau

La nébuleuse de l’Anneau bleu (Blue Ring Nebula), qui a laissé les astronomes perplexes pendant une décennie et demie, semble être le plus jeune exemple connu de la fusion de deux étoiles.

Image d’entête : la nébuleuse de l’Anneau bleu qui est constituée de deux cônes de gaz en expansion, éjectés dans l’espace par une fusion stellaire. (NASA/ JPL-Caltech/ M Seibert (Carnegie Institution for Science)/ K Hoadley (Caltech)/ GALEX Team)

Dans une étude publiée cette semaine (lien plus bas), une équipe de scientifiques, dont des membres de l’équipe qui a observé pour la première fois un anneau autour de l’étoile TYC 2597-735-1, suggère qu’il s’agit en fait de la base d’un nuage conique de débris fluorescents formé après qu’une étoile semblable au Soleil ait absorbé une plus petite compagne.

En fait, disent-ils, deux cônes de matière ont été projetés lors de la collision, dans des directions opposées. Comme l’un d’eux est pointé directement vers la Terre, il apparaît comme un anneau.

La nébuleuse de l’Anneau bleu est constituée de deux nuages de débris creux, en forme de cône, qui se déplacent dans des directions opposées en s’éloignant de l’étoile centrale. La base de l’un des cônes se déplace presque directement vers la Terre. Par conséquent, les astronomes qui regardent la nébuleuse voient deux cercles qui se chevauchent partiellement. (Mark Seibert/ JPL/ NASA)

Cet événement représente la première observation d’une phase rare dans l’évolution des fusions stellaires qui se produit quelques milliers d’années après le début du processus et dont on estime qu’elle dure des milliers ou des centaines de milliers d’années, soit une période relativement courte à l’échelle des événements cosmiques.

Selon l’auteur principal Keri Hoadley, du California Institute of Technology (Caltech) :

La fusion de deux étoiles est assez courante, mais elles sont rapidement obscurcies par beaucoup de poussière lorsque leur éjection se dilate et se refroidit dans l’espace, ce qui signifie que nous ne pouvons pas voir ce qui s’est réellement passé.

L’histoire a commencé en 2004, lorsque les scientifiques du télescope spatial Galaxy Evolution Explorer (GALEX) de la NASA, ont repéré une grosse et pâle bulle ou “blob” de gaz. Les observations ultérieures ont révélé une épaisse structure annulaire en son sein.

Cette bulle était de taille similaire à un reste de supernova ou à une nébuleuse planétaire, mais comportait en son centre une étoile active. Et si les restes de supernovae et les nébuleuses planétaires rayonnent dans de multiples longueurs d’onde en dehors de la gamme des UV, des recherches plus approfondies ont montré que ce n’était pas le cas pour la nébuleuse de l’Anneau bleu.

Plus d’une décennie plus tard, des scientifiques et des citoyens scientifiques ont recueilli des données à partir de quatre télescopes spatiaux et quatre télescopes terrestres, ainsi que des observations antérieures de l’étoile remontant à 1895, mais sans pour autant se rapprocher d’une réponse.

Ils en on trouvé une, selon Hoadley, lorsqu’ils ont réalisé qu’au lieu de chercher de nouvelles données, ils avaient besoin de nouvelles façons de donner un sens à celles existantes.

Pour y parvenir, ils ont fait appel à l’astrophysicien théorique Brian Metzger de l’université Columbia (États-Unis), qui développe des modèles mathématiques et informatiques des phénomènes cosmiques, qui peuvent être utilisés pour prédire l’apparence et le comportement de ces phénomènes.

Selon Hoadley :

Non seulement Brian pouvait expliquer les données que nous voyions, mais il prédisait essentiellement ce que nous avions observé avant qu’il ne les voit.

L’équipe a conclu que la nébuleuse était le produit d’une fusion stellaire relativement récente qui s’est probablement produite entre une étoile similaire à notre Soleil et une autre étoile de seulement un dixième de sa taille. Vers la fin de sa vie, l’étoile la plus grosse a commencé à gonfler, se rapprochant de sa compagne. Finalement, la petite étoile est tombée dans une spirale descendante vers sa grande compagne.

En cours de route, la grande étoile a déchiqueté la petite étoile, s’enveloppant dans un anneau de débris avant de l’avaler entièrement. Ce fut l’événement brutal qui a conduit à la formation de la nébuleuse de l’Anneau bleu.

La fusion a projeté dans l’espace un nuage de débris chauds qui a été coupé en deux par le disque de gaz, ce qui a créé deux nuages de débris en forme de cône.

L’étude publiée dans Nature : A blue ring nebula from a stellar merger several thousand years ago et présentée sur le site du Jet Propulsion Laboratory : 16-Year-Old Cosmic Mystery Solved, Revealing Stellar Missing Link.