Durant des siècles, l’étoile polaire a servi de boussole aux voyageurs et navigateurs du monde entier. Toutefois, bien qu’il s’agisse de la céphéide, type d’étoile dont les pulsations s’avèrent régulières, la plus proche de la Terre, les astrophysiciens ne parviennent pas à s’accorder au sujet de sa taille ou de la distance exacte à laquelle elle se trouve.

L’étoile polaire est encore très loin de nous avoir livré tous ses secrets

Au fil des décennies, les scientifiques ont mis au point différentes méthodes afin de calculer la masse et la luminosité de l’étoile polaire, mais il s’avère que celles-ci sont en grande partie contradictoires, selon une récente étude consultable sur le serveur de prépublication Arxiv. « Plus nous l’étudions, plus nous prenons conscience des limites de nos modèles », écrivent notamment les chercheurs au sujet de Polaris, aussi appelée Alpha Ursae Minoris, qui a la particularité d’appartenir à un système binaire : elle possède une étoile compagnon, nommée Polaris B.

« Le système auquel appartient l’étoile polaire est ce que nous appelons une binaire astrométrique » explique Hilding Neilson, astrophysicien à l’université de Toronto et auteur principal de l’étude. « Ce qui signifie que vous avez la possibilité de voir son étoile compagnon orbiter autour d’elle. Sachant qu’il faut environ 26 ans pour effectuer un tour complet. »

Il se trouve que l’une des deux approches communément employées pour étudier les caractéristiques de la céphéide, décrite comme un modèle d’évolution stellaire, se base sur son éclat et sa vitesse de pulsation. Selon les auteurs de l’étude, « il s’agit de calculs simples permettant de déterminer la luminosité d’une étoile, qui va à son tour permettre d’estimer la distance séparant l’astre de la Terre ».

Images de Polaris, astre le plus brillant de la constellation de la Petite Ourse, capturée par le télescope spatial Hubble. – © NASA / Wikimedia Commons

Des écarts de calcul que les astrophysiciens peinent à expliquer

Bien que le circuit suivi par Polaris B n’ait jamais été étudié en profondeur, les chercheurs ont une idée relativement précise de son orbite. En appliquant les lois de la gravité d’Isaac Newton et en s’appuyant sur les nouvelles mesures de « parallaxe », autre façon de calculer la distance à l’étoile, offerte par le télescope spatial Hubble pour estimer les masses de deux astres, les chercheurs sont arrivés aux résultats suivants : l’étoile polaire posséderait une masse d’environ 3,45 fois celle du Soleil, quand le modèle d’évolution stellaire classique suggère que cette dernière représenterait environ 7 fois celle de notre astre.

Autre fait surprenant, alors que les étoiles composant les systèmes binaires cosmiques partagent généralement le même âge, cela ne semble pas être le cas pour l’étoile polaire et sa « petite sœur ». Rejetant l’idée que l’une des mesures récemment réalisées puisse être fausse, les chercheurs canadiens pensent que l’étoile principale pourrait être née de la collision de deux astres il y a plusieurs millions d’années. Un tel cataclysme aurait pour effet d’offrir une « véritable cure de jouvence » aux astres via l’ajout de matière supplémentaire.

Bien que ce scénario soit considéré comme « peu probable », il s’avère que les étoiles résultant de collisions binaires ne correspondent pas parfaitement aux modèles d’évolution stellaire, ce qui pourrait expliquer l’écart d’âge constaté. « Il est difficile de tirer des conclusions significatives au-delà du fait que l’étoile polaire reste un mystère permanent », concluent les auteurs de l’étude.

— photo_smirnov / Shutterstock.com

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