La meilleure image de l’étoile connue comme étant la plus massive révèle sa véritable taille
Des astronomes ont pris les meilleures images à ce jour de la plus massive des étoiles de l’univers connu. Grâce à ces nouvelles observations, les scientifiques ont pu affiner sa taille et, par la même occasion, réviser nos idées sur la taille que peuvent atteindre les étoiles.
Image d’entête : représentation de R136a1, l’étoile la plus massive connue. (NOIRLab/ NSF/ AURA/ J. da Silva/ Spaceengine)
R136a1 est une étoile colossale située à environ 160 000 années-lumière de la Terre, dans la nébuleuse de la Tarentule du Grand Nuage de Magellan, une galaxie naine qui tourne autour de notre Voie lactée. De précédentes observations ont estimé que sa masse était comprise entre 250 et 320 fois celle du Soleil, ce qui en fait confortablement l’étoile la plus massive connue.
Mais il est difficile de déterminer ce chiffre avec précision. La masse d’une étoile est estimée en mesurant sa luminosité et sa température, et en les comparant aux prédictions basées sur son type. Mais R136a1 n’est qu’une étoile dans un amas (d’étoiles…), ce qui signifie que sa lumière est noyée dans celle de ses nombreuses voisines.
Pour cette nouvelle étude, les astronomes ont donc pris les images les plus nettes à ce jour de l’étoile géante, afin de la distinguer et de mesurer sa masse avec plus de précision. Pour ce faire, ils ont utilisé l’instrument Zorro sur le télescope Gemini South de 8,1 m au Chili, en effectuant un type d’observation appelé interférométrie des tavelures (Speckle imaging).
La nouvelle image de R136a1. (International Gemini Observatory/ NOIRLab/ NSF/ AURA)
L’atmosphère terrestre crée un effet de flou sur les étoiles et autres objets astronomiques, mais Zorro corrige cet effet en prenant des milliers de photos par minute, chacune avec un temps d’exposition de seulement 60 millisecondes. Cela signifie que l’atmosphère n’a pas le temps de brouiller les clichés individuels et que lorsque tous ces clichés sont combinés, l’image de l’étoile devient beaucoup plus nette.
Comparaison d’images de R136a1, les nouvelles images Zorro (à gauche) apparaissant beaucoup plus nettes que les précédentes images de Hubble (à droite). (Observatoire international Gemini/NOIRLab/NSF/AURA)
Grâce à cette technique d’interférométrie des tavelures et à l’optique avancée du Gemini South, l’équipe a pu calculer avec plus de précision la masse de R136a1. Ils ont découvert qu’elle n’a probablement qu’une masse comprise entre 170 et 230 masses solaires, ce qui est beaucoup moins que les précédentes estimations, mais suffisamment élevé pour lui permettre de conserver sa place d’étoile la plus massive connue.
Les implications de cette découverte vont au-delà de l’étoile elle-même. Selon l’équipe, cela pourrait également indiquer que la limite supérieure des masses d’étoiles possibles est plus basse que ce que l’on pensait auparavant, ce qui signifierait que certains types de supernovae seraient plus rares, ce qui à son tour affecterait l’abondance des métaux dans l’univers.
Cela dit, les chercheurs invitent à la prudence dans l’interprétation de leurs résultats. Des observations de suivi pourraient aider à faire la lumière sur ces questions.
L’équipe décrit ses travaux dans la vidéo ci-dessous.
L’étude publiée dans The Astrophysical Journal et disponible en prépublication dans arXiv : Resolving the core of R136 in the optical et présentée sur le site du NOIRLab (National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory) : Sharpest Image Ever of Universe’s Most Massive Known Star.
