Des étoiles « cachées », dont un nouveau type de géant âgé surnommé « vieux fumeur », ont été repérées pour la première fois par les astronomes. Ces objets mystérieux existent au cœur de notre galaxie, la Voie lactée, et peuvent rester tranquillement pendant des décennies, devenant presque invisibles, avant de souffler soudainement des nuages de fumée, selon une nouvelle étude publiée dans le journal. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Une équipe internationale de scientifiques dirigée par le professeur Philip Lucas, de l’Université du Hertfordshire, a fait une découverte révolutionnaire après avoir observé près d’un milliard d’étoiles en lumière infrarouge au cours d’une étude du ciel nocturne de 10 ans.
Les articles « Les sources VVV les plus variables : protoétoiles éruptives, géantes plongeantes dans le disque nucléaire et autres », « Confirmation spectroscopique des YSO éruptifs de haute amplitude et géantes plongeantes de l’enquête VVV » et « Sur l’incidence de l’accrétion épisodique en classe I YSOs du VVV », ont tous été publiés dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Ils ont également détecté des dizaines d’étoiles nouveau-nées rarement observées, appelées protoétoiles, qui subissent des explosions extrêmes sur une période de plusieurs mois, années ou décennies, dans le cadre de la formation d’un nouveau système solaire.
La plupart de ces étoiles nouvellement repérées sont cachées à la lumière visible par de grandes quantités de poussière et de gaz dans la Voie lactée, mais la lumière infrarouge peut passer à travers, permettant aux scientifiques de les voir pour la première fois.
Des astronomes du Royaume-Uni, du Chili, de la Corée du Sud, du Brésil, de l’Allemagne et de l’Italie ont mené leurs recherches avec l’aide du Visible and Infrared Survey Telescope (VISTA), un télescope de construction britannique situé dans les Andes chiliennes à l’observatoire de Cerro Paranal, situé à fait partie de l’Observatoire européen austral (ESO).
L’équipe a gardé un œil vigilant sur des centaines de millions d’étoiles et en a analysé 222 qui présentaient les changements de luminosité les plus importants.
Le professeur Lucas a déclaré : « Environ les deux tiers des étoiles étaient faciles à classer comme des événements bien compris de divers types.
« Le reste était un peu plus difficile, c’est pourquoi nous avons utilisé le très grand télescope de l’ESO pour obtenir les spectres de plusieurs d’entre eux individuellement. Un spectre nous montre la quantité de lumière que nous pouvons voir à différentes longueurs d’onde, ce qui donne une idée beaucoup plus claire de ce que nous sommes. regarder. »
Les travaux ont été réalisés dans le cadre d’une enquête à long terme appelée « VISTA Variables in the Via Lactea » ou VVV.
Le Dr Zhen Guo, anciennement de l’Université du Hertfordshire et maintenant basé à l’Université de Valparaiso au Chili, a dirigé les travaux sur les spectres.
Il a déclaré : « Notre objectif principal était de trouver des étoiles nouveau-nées rarement vues, également appelées protoétoiles, alors qu’elles subissent une grande explosion qui peut durer des mois, des années, voire des décennies.
« Ces explosions se produisent dans le disque de matière en rotation lente qui forme un nouveau système solaire. Elles aident l’étoile nouveau-née au milieu à se développer, mais rendent plus difficile la formation des planètes.
« Nous ne comprenons pas encore pourquoi les disques deviennent ainsi instables. »
L’équipe a découvert 32 protoétoiles en éruption dont la luminosité a été multipliée par au moins 40, et dans certains cas par plus de 300.
La plupart des éruptions sont toujours en cours, ce qui permet aux astronomes d’analyser pour la première fois un grand nombre de ces événements mystérieux tout au long de leur évolution, depuis l’état de repos initial, en passant par le pic de luminosité et jusqu’à la phase de déclin.
Cependant, l’étude a également révélé quelque chose de complètement inattendu.
Il y avait 21 étoiles rouges près du centre de la Voie Lactée qui ont montré des changements de luminosité ambigus au cours de l’enquête de 10 ans.
Le professeur Lucas a déclaré : « Nous ne savions pas si ces étoiles étaient des protoétoiles démarrant une éruption, ou se remettant d’une baisse de luminosité causée par un disque ou une coquille de poussière devant l’étoile – ou s’il s’agissait d’étoiles géantes plus anciennes qui rejetaient de la matière. aux derniers stades de leur vie. »
L’analyse des spectres de sept de ces étoiles, comparée aux données d’enquêtes antérieures, a conclu qu’il s’agissait en fait d’un nouveau type d’étoile géante rouge.
Le professeur Dante Minniti de l’Université Andrés Bello, au Chili, fondateur de l’enquête VVV, a déclaré : « Ces étoiles âgées restent assises tranquillement pendant des années ou des décennies, puis soufflent des nuages de fumée d’une manière totalement inattendue. Elles semblent très sombres et rouges pendant plusieurs années. , au point que parfois on ne les voit pas du tout. »
Un autre indice sur cette nouvelle découverte réside dans l’emplacement de ces étoiles géantes en déclin. Ils sont fortement concentrés dans la partie la plus interne de la Voie lactée, connue sous le nom de disque nucléaire, une région où les étoiles ont tendance à être plus riches en éléments lourds que partout ailleurs.
Cela devrait faciliter la condensation des particules de poussière hors du gaz dans les couches externes relativement froides des étoiles géantes rouges. Cependant, la manière dont cela conduit à l’éjection des bouffées de fumée dense observées par l’équipe reste un mystère.
Les chercheurs ont déclaré que leurs découvertes pourraient changer ce que nous savons sur la façon dont les éléments sont répartis dans l’espace, comme l’explique le professeur Lucas.
« La matière éjectée des vieilles étoiles joue un rôle clé dans le cycle de vie des éléments, contribuant ainsi à former la prochaine génération d’étoiles et de planètes », a-t-il déclaré.
« On pensait que cela se produisait principalement dans un type d’étoile bien étudié appelé variable Mira.
« Cependant, la découverte d’un nouveau type d’étoile qui rejette de la matière pourrait avoir une signification plus large en termes de propagation d’éléments lourds dans le disque nucléaire et dans les régions riches en métaux d’autres galaxies. »
Plus d’information:
Phil Lucas et al, Les sources VVV les plus variables : protoétoiles éruptives, géantes plongeantes dans le disque nucléaire et autres, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stad3929
Zhen Guo et al, Confirmation spectroscopique des YSO éruptifs de haute amplitude et des géantes plongeantes de l’enquête VVV, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stad3700
Carlos Contreras Peña et al, Sur l’incidence de l’accrétion épisodique dans les YSO de classe I du VVV, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnras/stad3780
Zhen Guo et al, Détection multi-longueurs d’onde d’une explosion de type FUOr en cours sur un YSO de faible masse, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2024). DOI : 10.1093/mnrasl/slad201