Dans cette vue très rapprochée de SPHERE, l’étoile elle-même est cachée derrière un disque obscurcissant. Les croix sont des artefacts dus à des caractéristiques de l’instrument. Crédit: ESO
En utilisant le Très Grand télescope de l’ESO, l’équipe d’astronomes at a capturé les images les plus détaillées de l’étoile hypergéante VY Canis Majoris. Ces nouvelles observations montrent comment la taille inattendue des particules de poussière entourant l’étoile lui permet de perdre une masse énorme alors qu’elle commence à mourir. Ce processus, compris maintenant pour la première fois, est nécessaire pour préparer des étoiles aussi gigantesques à rencontrer des demises explosives que les supernovae.
VY Canis Majoris est une goliath stellaire, une hypergéante rouge, l’une des plus grandes étoiles connues de la Voie lactée. C’est 30 à 40 fois la masse du Soleil et 300 000 fois plus lumineux. Dans son état actuel, l’étoile engloberait l’orbite de Jupiter, après s’être considérablement développée à mesure qu’elle entre dans les dernières étapes de sa vie.
Les nouvelles observations de l’étoile ont utilisé l’instrument SPHERE sur le VLT. Le système d’optique adaptative de cet instrument corrige les images à un degré plus élevé que les systèmes d’optique adaptative antérieurs. Cela permet de voir en détail les caractéristiques très proches des sources lumineuses. SPHÈRE a clairement révélé comment la lumière brillante de VY Canis Majoris éclairait des nuages de matière qui l’entouraient.
Et en utilisant le mode de SPHÈRE ZIMPOL, l’équipe a non seulement pu scruter plus profondément le cœur de ce nuage de gaz et de poussière autour de l’étoile, mais elle a également pu voir comment la lumière stellaire était dispersée et polarisée par le matériau environnant. Ces mesures ont été essentielles pour découvrir les propriétés insaisissables de la poussière.
Une analyse minutieuse des résultats de polarisation a révélé que ces grains de poussière étaient des particules relativement grosses, de 0,5 micromètre de diamètre, ce qui peut sembler petit, mais les grains de cette taille sont environ 50 fois plus gros que la poussière normalement présente dans l’espace interstellaire.
Cette séquence vidéo vous emmène dans un voyage depuis une large vue du ciel jusqu’à un regard en gros plan sur l’une des plus grandes étoiles de la Voie Lactée, VY Canis Majoris. L’image finale provient de l’instrument SPHERE du Très Grand télescope de l’ESO au Chili.
Tout au long de leur expansion, les étoiles massives rejettent de grandes quantités de matière — chaque année, VY Canis Majoris voit 30 fois la masse de la Terre expulsée de sa surface sous forme de poussière et de gaz. Ce nuage de matière est poussé vers l’extérieur avant que l’étoile n’explose, à quel point une partie de la poussière est détruite et le reste jeté dans l’espace interstellaire. Ce matériau est ensuite utilisé, avec les éléments plus lourds créés lors de l’explosion de la supernova, par la prochaine génération d’étoiles, qui peut utiliser ce matériau pour les planètes.
Jusqu’à présent, il était resté mystérieux de savoir comment la matière des atmosphères supérieures de ces étoiles géantes est repoussée dans l’espace avant que l’hôte n’explose. Le facteur le plus probable a toujours semblé être la pression de rayonnement, la force exercée par la lumière des étoiles. Cette pression étant très faible, le procédé s’appuie sur de gros grains de poussière, pour assurer une surface suffisamment large pour avoir un effet appréciable.
« Les étoiles massives ont une vie courte », explique l’auteur principal de l’article, Peter Scicluna, de l’Academia Sinica Institute for Astronomy and Astrophysics, Taiwan. « Quand ils approchent de leurs derniers jours, ils perdent beaucoup de masse. Dans le passé, nous ne pouvions que théoriser sur la façon dont cela s’est produit. Mais maintenant, avec les nouvelles données de SPHÈRE, nous avons trouvé de gros grains de poussière autour de cette hypergéante. Ceux-ci sont assez grands pour être repoussés par la pression de rayonnement intense de l’étoile, ce qui explique la perte de masse rapide de l’étoile. »
Les gros grains de poussière observés si près de l’étoile signifient que le nuage peut disperser efficacement la lumière visible de l’étoile et être poussé par la pression de rayonnement de l’étoile. La taille des grains de poussière signifie également qu’une grande partie de ceux-ci survivront probablement au rayonnement produit par la disparition dramatique inévitable de VY Canis Majoris en tant que supernova. Cette poussière contribue ensuite au milieu interstellaire environnant, alimentant les générations futures d’étoiles et les encourageant à former des planètes.
Copie PDF de l’étude : Gros grains de poussière dans le vent de VY Canis Majoris