étoile massive
Illustration de R136a1, l’étoile la plus massive connue de l’Univers — © International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA

Des astronomes ont obtenu les clichés les plus nets à ce jour de l’étoile la plus massive connue de l’Univers. Ceux-ci remettent non seulement en question la masse de l’astre, mais également la taille que peuvent atteindre les étoiles.

L’étoile R136a1

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 en rotation autour de la Voie lactée. Si des observations antérieures avaient estimé que sa masse était comprise entre 250 et 320 fois celle du Soleil, faisant d’elle l’astre le plus massif connu, déterminer ce chiffre avec précision constitue un véritable défi.

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, ce qui signifie que sa lueur est noyée dans celle de ses nombreuses voisines.

Dans le cadre de travaux publiés dans The Astrophysical Journal, une équipe d’astronomes a obtenu 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 du télescope Gemini Sud (8,1 mètres de diamètre) au Chili.

R136a1
R136a1 vue par le télescope Gemini Sud — © International Gemini Observatory / NOIRLab / NSF / AURA

L’atmosphère terrestre crée un effet de flou sur les étoiles et autres objets astronomiques, corrigé par Zorro via la prise de milliers de photos par minute, chacune avec un temps d’exposition de seulement 60 millisecondes. « Avec un délai aussi bref, l’atmosphère n’a pas le temps de brouiller les clichés individuels, et lorsque ceux-ci sont combinés, l’image de l’étoile est beaucoup plus nette », expliquent les chercheurs.

Entre 170 et 230 masses solaires seulement

Grâce à cette technique d’imagerie « par chatoiement » et à l’optique avancée de Gemini Sud, l’équipe a pu calculer plus précisément la masse de R136a1 et découvert qu’elle n’était comprise qu’entre 170 et 230 masses solaires, beaucoup plus faible que les estimations précédentes, mais suffisamment élevée pour lui permettre de conserver son titre d’astre le plus massif connu.

Les implications d’une telle découverte sont loin de se limiter à R136a1. Elle suggère également 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 supernova seraient plus rares que prévu, affectant par extension l’abondance des métaux dans l’Univers.

Si des observations de suivi devraient permettre de faire davantage la lumière sur ces questions, les auteurs de l’étude invitent à interpréter leurs résultats avec prudence.

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