C’est un fait astronomique bien connu que les jeunes étoiles traversent souvent l’adolescence en formant des formations poussiéreuses d’anneaux planétaires, appelées disques protoplanétaires. Mais de nouvelles observations montrent que même les vieilles stars, vivant leurs dernières années dans une agonie féroce, présentent des caractéristiques remarquablement similaires. Cette découverte intriguait les astronomes, mais était aussi déconcertée: les étoiles mourantes produisaient-elles aussi des planètes?
Dusty star death
Les observations ont été effectuées à l'observatoire européen austral avec l'interféromètre de très grand télescope (VLTI), situé dans le désert d'Atacama au Chili. Les images montrent: lorsque la vie d’une étoile se termine, elle produit le disque de poussière le plus puissant jamais vu qui entoure une étoile.
Lorsque les étoiles à hydrogène se retrouvent dans des étoiles comme notre Soleil, elles commencent à drainer des éléments de plus en plus lourds dans leur noyau. Cela conduit au fait que la vieille étoile devient très instable, grossit, se transforme en un géant rouge et crache des vents stellaires puissants. Ces vents stellaires culminent dans la soi-disant «nébuleuse planétaire» entourant le géant stellaire. En outre, un anneau poussiéreux peut se former, ce qui a suscité l'intérêt des astrophysiciens.
Jusqu'à présent, il était assez difficile de trouver les disques poussiéreux entourant les étoiles mourantes. Bien sûr, nous avons trouvé beaucoup de jeunes objets avec des disques protoplanétaires. Mais ce serait bien de les comparer avec des collègues plus âgés. À l'aide du VLTI, les astronomes ont découvert l'un de ces disques entourant le vieux géant rouge situé à 4 000 années-lumière de la Terre. L'étoile, qui est l'une des paires binaires, s'appelle IRAS 08544-4431. Son plus petit partenaire binaire tourne autour d'une grande étoile très étroitement dans le disque principal.
"En combinant la lumière de plusieurs télescopes VLTI, nous avons obtenu une image d'une netteté étonnante, équivalente à ce qu'un télescope d'un diamètre de 150 mètres verrait", a déclaré l'astronome Jacques Klusk de l'Université d'Exeter (Royaume-Uni) dans un communiqué de presse de l'European Southern Observatory (EYU). "La résolution est si élevée qu'il semble que nous puissions déterminer la forme et la taille d'une pièce d'un euro visible d'une distance de deux mille kilomètres."
L'interférométrie utilise plusieurs télescopes distincts situés loin les uns des autres. La distance qui les sépare crée un télescope «virtuel» plus grand que la somme de ses parties. Dans le cas du VLTI, il s'agit de quatre télescopes distincts, chacun doté d'un miroir principal de plus de 8 mètres de large. Lorsqu'ils sont utilisés ensemble, ces quatre télescopes (plus quatre télescopes auxiliaires) sont combinés en un seul simulant un télescope optique ayant une largeur de 150 mètres. En ce qui concerne les télescopes, mieux c'est, mieux c'est, ce qui donne à l'observatoire VLTI une performance extrêmement élevée, capable de capturer les plus petits détails dans un disque de poussière autour de l'IRAS 08544-4431.
Naissance poussiéreuse des planètes?
En utilisant une nouvelle technique qui bloque la lumière brillante de l'étoile centrale, les chercheurs ont pu voir le bord intérieur du disque entourant la grande étoile, comme prédit par les modèles théoriques. Les bords intérieurs des disques stellaires seront toujours exempts de poussière, car un chauffage intense de l'étoile évaporera le matériau le plus intérieur. En prime, le VLTI a également découvert un anneau de poussière plus petit autour d’une seconde étoile de moindre importance dans un système binaire. "Nous avons également été surpris de trouver une lumière plus faible provenant probablement d'un petit disque d'accrétion autour d'une étoile compagnon", a ajouté Michelle Nillen, auteure principale d'un article publié dans Astronomy & Astrophysics (Astronomy and Astrophysics). - Nous savions que l'étoile est double, mais nous ne nous attendions pas à voir le satellite directement. Cela est dû à une amélioration spectaculaire des performances fournie par le tout nouveau détecteur PIONIER. Nous pouvons maintenant voir les régions intérieures de ce système distant. "
L'observation suggère que ces anciens disques stellaires, tels que les disques protoplanétaires entourant les étoiles des enfants, peuvent conduire à l'émergence d'une deuxième génération de formation planétaire, mais des observations supplémentaires sont nécessaires.
«Nos observations et notre modélisation ouvrent une nouvelle fenêtre pour étudier la physique de ces disques, ainsi que l'évolution stellaire des étoiles binaires. Pour la première fois, les interactions complexes entre les systèmes binaires proches et leur environnement poussiéreux peuvent maintenant être étudiées dans l'espace et dans le temps », a déclaré le co-auteur, Hans Van Winkel.
