02/09/2015

Du lithium détecté dans la matière éjectée d'une nova

Des traces de lithium ont été découvertes pour la première dans la matière éjectée lors de l'explosion d'une nova, Nova Centauri 2013, ce qui permet de mieux comprendre maintenant pourquoi les vieilles étoiles semblent contenir moins de lithium que prévu et les jeunes étoiles plus que prévu...


L'équipe européenne menée par Luca Izzo de l'Université La Sapienza de Rome, a utilisé deux télescopes de l'ESO (European Southern Observatory) installés au Chili, le télescope MPG de 2,2 m et un plus petit de 0,5 m pour étudier le spectre de la lumière de cette nova qui était apparue dans le ciel austral le 2 décembre 2013, dénommée V1369 Centauri mais aussi Nova Centauri 2013 pour faire plus explicite. Nova Centauri 2013 est la nova le plus brillante observée depuis un siècle et était facilement visible à l’œil nu non loin de l'étoile brillante béta Centauri.

Nova Centauri 2013 à l'observatoire de La Silla au Chili une semaine après sa découverte (Yuri Beletsky/ESO)
Le lithium est un élément chimique léger, le troisième dans la table de Mendeleiev, venant juste après l'hélium et l’hydrogène, et comme eux serait issu de la nucléosynthèse primordiale, dans les quelques premières minutes qui ont suivi le Big Bang. Depuis de nombreuses années, la quantité de lithium observée dans les étoiles pose de sérieuses questions aux spécialistes. Certaines vieilles étoiles n'en avaient que très peu, et des étoiles plus jeunes en montraient une quantité jusqu'à 10 fois plus importante que ce qu'elle aurait dû être.
L'idée que du lithium puisse être expulsé dans le milieu interstellaire par des explosions d'étoiles, des novas, puis serve ensuite à composer de nouvelles générations d'étoiles, remonte à il y a plus de quarante ans. Mais aucune preuve observationnelle tangible n'avait pu être fournie. C'est donc maintenant chose faite grâce à Luca Izzo et ses collègues, qui publient leurs observations dans The Astrophysical Journal Letters. 
Les mesures spectroscopiques de la lumière de Nova Centauri 2013 révèlent clairement la présence d'une raie d'absorption du lithium, qui est décalée vers le bleu. Ce décalage vers le bleu montre que le lithium fait partie de la matière éjectée par l'explosion à grande vitesse, dans notre direction, avec une vitesse de l'ordre de 2 millions de km/h. Et il s'agit de la première détection de ce genre dans une nova.
Massimo Della Valle de l'Observatoire Astronomique de Naples, co-auteur de l'étude, précise l'importance de cette découverte : “Si nous nous figurons l'histoire de l'évolution chimique de la Voie Lactée sous l'aspect d'un puzzle, alors le lithium en provenance des novas en constituait l'une des plus importantes et des plus énigmatiques pièces manquantes. En outre, tout modèle de Big Bang est susceptible d'être remis en question tant que l'énigme du lithium n'est pas résolue.”
La masse du lithium éjecté par Nova Centauri 2013 peut paraître relativement faible, moins d'un milliardième de la masse du Soleil, mais il ne faut pas oublier qu'au cours de la vie de notre galaxie, plusieurs milliards d'étoiles ont produit des explosions de type nova. Le phénomène à lui seul permet d'expliquer les quantités de lithium présentes au sein de la galaxie et disponibles pour la formation des nouvelles étoiles.

Cette belle découverte permet de mieux cerner l'évolution chimique de notre galaxie, et constitue une avancée importante pour l'étude de la composition des étoiles.


Source : 
Early optical spectra of Nova V1369 Cen show presence of lithium
L. Izzo et al., 
The Astrophysical Journal Letters, 808:L14 (20 july 2015)