Les astronomes du CHARA Array de la Georgia State University ont capturé les premières images rapprochées d’une étoile massive connue sous le nom de RW Cephei qui a récemment connu un étrange événement de disparition. Les images fournissent de nouveaux indices sur ce qui se passe autour de l’étoile massive située à environ 16 000 années-lumière de la Terre.
Des images et des observations détaillées ainsi que des algorithmes intelligents créés par l’équipe de scientifiques suggèrent une grande éruption qui a lancé un nuage de gaz depuis RW Cephei, bloquant une grande partie de la lumière des étoiles. Des experts du CHARA Array de l’État de Géorgie ont présenté les nouvelles découvertes lors de la 243e réunion de l’American Astronomical Society à la Nouvelle-Orléans. La recherche est publié dans Le journal astronomique.
Les scientifiques ont été surpris l’année dernière par la disparition de cette énorme étoile, qui est un exemple de « cool hypergéante », une étoile qui a atteint des dimensions énormes à l’approche de la fin de sa vie. RW Cephei est si grand que s’il était placé à l’emplacement du soleil, ses couches externes s’étendraient au-delà de l’orbite de Jupiter.
« Nous avons effectué nos premières observations de CHARA en décembre 2022, juste avant la fermeture hivernale, mais les résultats ont été si remarquables que nous avons décidé de poursuivre les observations supplémentaires une fois que l’étoile était à nouveau accessible », a déclaré Narsireddy Anugu, astronome de la Georgia State University, qui a dirigé une étude internationale. équipe de scientifiques en quête de prendre les premières photos rapprochées de RW Cephei afin de déterminer la source de la décoloration.
Les vieilles étoiles présentent des variations de lumière liées aux changements dans leurs couches externes. Les changements sont généralement minimes, c’est pourquoi les scientifiques ont été surpris lorsque les astronomes Wolfgang Vollmann et Costantino Sigismondi ont annoncé en 2022 que RW Cephei avait considérablement disparu au cours des années précédentes. En décembre 2022, RW Cephei avait perdu environ un tiers de sa luminosité normale, une baisse sans précédent. Les scientifiques voulaient comprendre la cause de cette forte atténuation.
Malgré sa taille énorme, RW Cephei est si éloigné qu’il apparaît comme un point précis même en utilisant le plus grand des télescopes conventionnels. Pour voir l’étoile de près, il fallait faire appel aux capacités remarquables des télescopes Array du Centre d’astronomie à haute résolution angulaire (CHARA).
Le CHARA Array est une installation de six télescopes située à l’observatoire historique du mont Wilson en Californie. Les télescopes sont placés au sommet de la montagne pour agir ensemble comme un énorme télescope. La combinaison de leurs faisceaux lumineux donne au CHARA Array la capacité de voir les détails de très petits objets dans le ciel, environ 30 fois plus petits que les plus grands télescopes conventionnels et plus petits qu’un humain sur la lune vu de la Terre.
Les observations de CHARA ont montré que l’étoile n’apparaissait pas ronde, comme prévu, mais pour créer une image avec tous les détails, il fallait des programmes informatiques spécialisés créés par Fabien Baron, professeur agrégé d’astronomie à l’Université d’État de Géorgie.
« L’espacement des télescopes CHARA induit un niveau d’incertitude dans les détails exacts des images, nous avons donc besoin d’algorithmes intelligents pour récupérer l’image entière », a déclaré Baron.
Les images finales montrent une étoile convulsée par des mouvements dans ses couches externes qui créent des taches de plus en plus faibles et plus brillantes sur sa surface. De plus, l’apparence a changé de manière significative au cours de la période d’observation de 10 mois qui a coïncidé avec la transition de son état le plus faible à une lente récupération vers son ancienne luminosité.
La dernière pièce du puzzle provient d’observations supplémentaires de RW Cephei effectuées par Katherine Shepard, étudiante diplômée de la Georgia State University, à l’observatoire Apache Point au Nouveau-Mexique. Shepard a utilisé une caméra spéciale pour enregistrer la lumière de RW Cephei du visible à l’infrarouge, et ces mesures ont montré que la décoloration était beaucoup plus importante dans les couleurs visibles que dans l’infrarouge. C’est un signe révélateur que la lumière des étoiles était obscurcie par des nuages de poussière microscopiques bloquant notre vue.
Prises ensemble, les observations suggèrent que RW Cephei a connu une énorme éruption qui a lancé un vaste nuage de gaz. À mesure que le nuage s’éloignait, il se refroidissait et créait des essaims de particules de poussière qui bloquaient efficacement une grande partie de la lumière des étoiles. Aujourd’hui, à mesure que le nuage s’éloigne, nous commençons à revoir l’étoile et son environnement troublé.
Le directeur de CHARA, Douglas Gies, pense qu’il s’agit peut-être d’une des nombreuses grandes éruptions qui ont ravagé RW Cephei au cours du siècle dernier et que de telles éruptions continueront à jouer un rôle dans la perte de masse avant la disparition de la star.
« Celui-ci était spécial car le nuage a été éjecté en direction de la Terre, nous étions donc au bon endroit pour assister à tous les effets du cataclysme », a déclaré Gies.
Plus d’information:
Narsireddy Anugu et al, La grande gradation de l’étoile hypergéante RW Cephei : images de réseau CHARA et analyse spectrale, Le journal astronomique (2023). DOI : 10.3847/1538-3881/ace59d