WOH G64 : Les astronomes prennent la première photographie agrandie d’une étoile mourante en dehors de notre galaxie | Science

À 160 000 années-lumière de la planète Terre, une étoile géante est en train de mourir. Il pourrait être sur le point de mourir, alors il expulse d’énormes quantités de gaz et de poussière dans une danse cosmique chaotique. Tout semble indiquer qu’elle est dans les dernières étapes de sa vie avant de devenir une supernova. À ce moment-là, se produira l’un des événements les plus énergétiques de l’univers : l’étoile libérera une énorme quantité de lumière et d’énergie en très peu de temps et s’éteindra pour toujours. Nous le savons parce que les scientifiques l’ont vu sur la première photographie à haute résolution, en termes astronomiques, d’une étoile en dehors de notre galaxie. WOH G64 — c’est ainsi qu’il s’appelle — a été capturé grâce à l’instrument GRAVITY du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), ancré dans la région chilienne d’Antofagasta. La photographie et ses recherches ont été publiées ce jeudi dans le magazine Astronomie et astrophysique.

Keiichi Ohnaka, astrophysicien à l’Université Andrés Bello au Chili et auteur principal de la recherche, affirme que « pour la première fois, une image agrandie d’une supergéante rouge mourante a été capturée dans une galaxie autre que la Voie lactée ». Pour y parvenir, Ohnaka et son équipe ont dû faire preuve de créativité. L’étoile étant trop éloignée, il n’existe aucun télescope capable de la capturer assez clairement. Si les scientifiques avaient voulu prendre l’image avec un seul instrument, ils auraient dû utiliser un gigantesque télescope d’au moins 100 mètres de diamètre. “Cette technologie n’existe pas, elle est très coûteuse et difficile à utiliser sur le plan technique”, explique le chercheur. Les plus grands télescopes disponibles aujourd’hui mesurent entre 8 et 10 mètres de diamètre. Un plus grand ne peut pas être construit car ses miroirs seraient si lourds qu’ils se déformeraient, ruinant ainsi son optique. Face à cette limitation, les astronomes ont choisi de combiner la puissance de quatre télescopes de 1,8 mètre chacun de diamètre.

De cette manière, ils ont mélangé la lumière que chacun des appareils recevait individuellement, combiné les données et ont ainsi réussi à obtenir une image avec un niveau de netteté sans précédent pour l’exploration d’étoiles en dehors de notre galaxie. Mais la recherche a donné un aperçu qui ne correspond pas exactement à ce que les scientifiques attendaient.

Une fin dramatique

WOH G64 fait 2 000 fois la taille de notre Soleil et est situé dans le Grand Nuage de Magellan, l’une des petites galaxies en orbite autour de la Voie lactée. Entre 2005 et 2007, l’équipe d’Ohnaka l’a observée pour la première fois avec un télescope dans le désert d’Atacama et a pu en apprendre davantage sur les caractéristiques de l’étoile, telles que sa luminosité et sa composition. À l’aide de modèles informatiques, ils ont réussi à reconstruire l’apparence de la supergéante rouge. Cette interprétation de l’étoile n’a rien à voir avec la photographie actuelle.

Sur la nouvelle image, vous pouvez voir une accumulation de lumière qui entoure l’étoile de forme ovale, comme s’il s’agissait d’un œuf, entouré d’un anneau. Les auteurs de l’étude estiment qu’il s’agit d’énormes quantités de matière que l’étoile expulse dans l’espace. “Les preuves nous montrent que le WOH G64 a changé au cours des dix dernières années”, explique Ohnaka. Et il ajoute : “Je ne sais pas exactement quand cela s’est produit, mais cela a commencé à pousser de plus en plus de matière.” La chose normale pour une étoile comme celle-ci, détaille-t-il, est que l’expulsion se produit sous une forme géométrique, semblable à une bulle de savon, et non ovale, ce qui a provoqué une certaine confusion.

Il y a plusieurs explications possibles à ce phénomène, explique Yolanda Jiménez Teja, chercheuse postdoctorale à l’Institut d’Astrophysique d’Andalousie, spécialisée dans les étoiles extérieures à la Voie Lactée. « Étant une supergéante rouge, elle a trois ou quatre destinations finales, toutes également spectaculaires », détaille-t-il. Une possibilité est que le WOH G64 perde. Au cours des stades avancés de leur vie, l’atmosphère extérieure des étoiles comme le Soleil se dilate et peut progressivement se détacher, formant des nébuleuses planétaires. Cela pourrait aussi être dû à un rejet plus violent du fait de son instabilité, provoquant l’expulsion de jets de matière par un axe qui lui donne cette forme d’œuf. Une autre hypothèse suggère que le cocon d’énergie serait généré par l’influence gravitationnelle d’une étoile compagne qui n’a pas encore été découverte car sa luminosité est beaucoup plus faible, éclipsée par celle de l’étoile principale.

« Il y a deux autres possibilités. La première est que l’étoile augmente sa température et est en train de devenir une supergéante bleue, dernière phase vitale avant de mourir. L’autre est que cela devient un trou noir », explique Jiménez. Et il ajoute : “Ces processus se produisent sur des milliers d’années. Il est impressionnant que nous observions toutes ces variations en seulement une décennie, un clin d’œil dans le temps de l’univers.” Cela pourrait être une très heureuse coïncidence. “Il semble qu’ils aient capturé l’étoile à une époque de grande activité et cela est très précieux”, dit-il.

On ne sait toujours pas ce qu’il adviendra du WOH G64. Elle pourrait mourir, se transformer ou même, après cette expulsion massive de matière, retrouver son équilibre antérieur. Cela pourrait prendre entre dix et des milliers d’années pour en voir le résultat. Jacco van Loon, directeur de l’observatoire de Keele au Royaume-Uni et co-auteur de l’étude, observe WOH G64 depuis les années 1990 et estime que « cette étoile est l’une des plus extrêmes de son genre, et tout changement drastique pourrait le rapprocher d’une fin explosive.

Pour bien le comprendre, davantage d’observations sont nécessaires. Ce qui est sûr, affirme Gerd Weigelt, professeur d’astronomie à l’Institut Max Planck de radioastronomie et co-auteur de l’étude, c’est que le phénomène “offre une occasion unique d’assister à la vie d’une étoile en temps réel”.