Crédit d'image: Harvard-Smithsonian CfA
À environ 20 000 années-lumière de la Terre, deux étoiles massives s'affrontent comme des lutteurs de sumo enfermés au combat. Les deux géants, pesant chacun environ 80 fois la masse de notre Soleil, sont les étoiles les plus lourdes de tous les temps. Ils tournent en orbite tous les 3,7 jours, se touchant presque lorsqu'ils tournent sur la scène céleste. Et ils mènent une vie tumultueuse digne de tout couple hollywoodien, se faisant exploser avec des vents stellaires chauds et violents.
«Nous n'avons pas pu résister à l'exploration de ce système car il est si remarquable. C’est un lieu de véritables extrêmes », a déclaré l’astronome Alceste Bonanos (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics).
Le système d'étoiles binaires étudié par Bonanos, connu sous le nom de WR 20a, a été identifié comme particulièrement intéressant il y a seulement quelques semaines par une équipe de chercheurs européens dirigée par Gregor Rauw. Les observations spectroscopiques de cette équipe ont montré que les deux étoiles étaient très massives. Cependant, la seule façon de déterminer précisément les masses était d'établir à quel angle nous regardions le système, ainsi que la période orbitale.
Bonanos et son conseiller, Krzysztof Stanek (CfA), ont demandé des observations photométriques à l'équipe OGLE (Optical Gravitational Lensing Experiment) dirigée par Andrzej Udalski (Observatoire de l'Université de Varsovie). Bonanos et Stanek savaient que si le système était presque à fleur de peau, une étoile passerait périodiquement devant, ou éclipserait, l'autre. Heureusement, ces éclipses ont été détectées par le groupe OGLE, établissant ainsi fermement les caractéristiques du système.
«Lorsque nous avons réalisé à quel point il serait important d'obtenir une courbe de lumière précise pour WR 20a, nous avons immédiatement décidé de contacter Andrzej Udalski, qui dirige le projet polonais appelé OGLE. Ils sont une installation de premier plan pour les levés optiques, et nous étions très heureux lorsqu'ils ont accepté de collaborer à ce projet », a déclaré Stanek.
Des observations ont été recueillies en mai 2004 avec le télescope OGLE de 1,3 mètre de diamètre à l'Observatoire de Las Campanas au Chili.
«Les résultats ont dépassé nos attentes; après seulement deux nuits, nous avons réalisé que l'étoile a considérablement changé sa luminosité, et après quelques autres, nous étions certains que le système éclipsait », a déclaré Udalski.
"Après avoir obtenu des données chaque nuit pendant plus de deux semaines, nous avons pu mesurer très précisément la période, l'angle d'inclinaison, et donc les masses des deux étoiles", a ajouté Stanek.
Un système d'extrêmes
WR 20a fait partie de l'amas d'étoiles Westerlund 2, qui réside dans une région d'hydrogène ionisé résiduelle de la formation de l'amas dans la constellation de la Carine. WR 20a contient deux jeunes étoiles Wolf-Rayet chaudes, un type d'étoile extrêmement rare et de courte durée.
"Les étoiles de Wolf-Rayet sont probablement les ancêtres des explosions extrêmement puissantes connues sous le nom d'éclatements de rayons gamma", a déclaré Bonanos. «Ces étoiles ont déjà 2 ou 3 millions d'années. Dans quelques millions d'années, celui qui est légèrement plus massif subira l'effondrement du noyau et décollera de ses couches externes. L'étoile compagnon survivra probablement malgré sa proximité, au moins jusqu'à ce qu'elle devienne supernova un peu plus tard. »
Alors que d'autres étoiles, comme le Pistol Star et eta Carinae, sont soupçonnées de contenir suffisamment de matière pour faire plus de 100 soleils, leur masse n'a pas été déterminée avec précision. Il est possible qu'il s'agisse simplement de fichiers binaires très proches. WR 20a est le système binaire le plus massif connu où les deux étoiles ont des masses déterminées avec précision.
«Il est important d'étudier et de comprendre ces étoiles massives car elles sondent le royaume des premières étoiles qui se sont formées dans l'Univers. En savoir plus sur ce système contribuera à améliorer les modèles de formation d'étoiles, ainsi qu'à accroître notre compréhension de la connexion de ces étoiles aux supernovae et aux sursauts de rayons gamma », a déclaré Stanek.
Cette recherche a été publiée en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0405338 dans un article co-écrit par Alceste Bonanos et Krzysztof Stanek (CfA); avec Andrzej Udalski, Lukasz Wyrzykowski, Karol Zebrun, Marcin Kubiak, Michal Szymanski, Olaf Szewczyk, Grzegorz Pietrzynski et Igor Soszynski (Observatoire de l'Université de Varsovie).
Basé à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: communiqué de presse de Harvard CfA
