Le Mystère Eta Carinae

L’étoile binaire êta Carinae n’est pas une étoile comme les autres. C’est un mystère, un mystère qui fascine les astronomes depuis le 19^ème siècle.

Eta Carinae est composée de deux étoiles qui se tournent autour en 5,5 ans. La plus grosse est énorme, elle pèse 90 fois la masse du Soleil, et se trouve être incroyablement  instable. Une grosse nébuleuse gazeuse formant deux gros lobes (la nébuleuse de l’Homoncule), elle-même plongée dans une autre masse de gaz (la nébuleuse d’êta Carinae) entoure l’ensemble. Lorsque sa petite compagne se rapproche au plus près d’elle, comme c’est le cas en ce moment, l’interaction entre les deux étoiles produit des changements brutaux dans l’émission à haute énergie du système.

Eta Carinae (NASA/ESA)

Les astronomes sont actuellement en train de scruter attentivement êta Carinae, visible dans l’hémisphère sud, dans l’espoir de comprendre ce qui se passe vraiment au cœur de cette étoile étrange. Dans les années 1840, êta Carinae a produit une énorme éruption, produisant une forte variation de luminosité, faisant d’elle l’une des étoiles les plus brillantes du ciel (et probablement formant les lobes gazeux de l’Homoncule), puis elle s’est apaisée durant une centaine d’années pour se réveiller ces dernières décennies, avec toutefois un nouveau sursaut de luminosité en 1890.

Eta Carinae est dans un état extrêmement instable et nous ne savons toujours pas pourquoi aujourd’hui. Une partie de la réponse à ces questions viendra peut-être dans les semaines qui viennent. Une étude parue en 2013 dans les Notices of the Royal Astronomical Society a montré que quand l’étoile secondaire d’êta Carinae (la petite) passe à proximité de la grosse, ses vents stellaires rapides creusent une sorte de vaste trou à l’intérieur des couches externes de l’étoile primaire. Si c’est bel et bien le cas, vu l’endroit où se trouve l’étoile secondaire, c’est ce mois-ci qu’une série d’événements devraient avoir lieu, comme par exemple une forte augmentation de rayons X après la chute qui a pu être observée depuis la mi-juillet.

L’étude de êta Carinae a une portée bien plus grande que la connaissance d’une étoile bizarre, comprendre ses secrets peut permettre de mieux appréhender comment fonctionnaient les toutes premières étoiles de l’Univers, les étoiles de première génération. Car en effet, êta Carinae, par sa masse, ressemble à s’y méprendre à une étoile de l’Univers ancien (d’il y a 10 milliards d’années), alors qu’elle se trouve seulement à 7500 années-lumière de nous… Les étoiles de l’Univers d’aujourd’hui dans notre voisinage sont beaucoup plus légères qu’êta Carinae.

Aux environs du 15 août, la petite étoile compagne doit passer au plus près de l’étoile géante, à une distance aussi faible que la distance séparant le soleil de Mars. Plusieurs observatoires sont d’ores et déjà sur le pont.

Le télescope spatial Hubble est également mis à contribution, notamment pour déceler une éventuelle variation de la composition chimique de l’étoile via l’observation de son spectre lumineux. L’interaction entre les deux compagnes peut produire l’arrachage d’électrons sur des éléments comme le fer ou l’hélium, les ionisant de manière très inhabituelle par rapport à ce que l’on connait. Le suivi dans le temps de la quantité de ces ions permet de déterminer le comportement des vents stellaires à l’origine de leur production.

En 2009, lors de son dernier rapprochement, le système êta Carinae subit une forte décroissance de rayons X suivie d’une puissante remontée en deux fois moins de temps que ce qui avait été observé la fois précédente en 2003. Cette différence est imputée à un possible ralentissement des vents stellaires de l’étoile primaire au cours du temps. Les astronomes espèrent ainsi cette année voir le rebond de rayons X encore plus rapide, ce qui signerait la poursuite du ralentissement des vents stellaires de l’étoile.

Les astrophysiciens désirent vraiment voir des variations de tels phénomènes sur des durées de quelques années, ce qui est possible ici, la seule façon d’essayer d’y comprendre quelque chose à cet objet hors du commun.

Source :

Binary star to spill celestial secrets

Alexandra Witze

Nature 512, 13–14 (07 August 2014)