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24 mai 2004

COMMUNIQUE DE PRESSE

L'étoile la plus massive jamais observée !
Une découverte d'une équipe internationale dirigée par l'Université de Liège

 

Une équipe internationale dirigée par des astrophysiciens du Groupe d'Astrophysique des Hautes Énergies (GAPHE) de l'Université de Liège vient de découvrir l'étoile la plus massive jamais observée ! Il s'agit d'un couple baptisé WR20a, dont les deux composantes ont chacune une masse environ 80 fois plus grande que celle de notre Soleil. De telles étoiles finiront leur vie en explosant en supernova, donnant alors naissance à un trou noir...


Copyright: DSS/GAPHE

La région RCW 49: WR20a est l'étoile indiquée par un flèche.

"Peser" une étoile ?

Déterminer la masse d'une étoile n'est pas facile. On peut l'estimer empiriquement, en supposant que l'étoile ressemble à un astre-type dont on pense connaître la masse, mais ce n'est pas très rigoureux. Le seul moyen direct d'obtenir une masse précise est d'étudier des systèmes doubles, dans lesquels deux étoiles tournent l'une autour de l'autre. Ce mouvement peut être mesuré visuellement, lorsque le couple est assez proche de la Terre, mais s'il en est plus éloigné, on n'arrive plus à distinguer les deux composantes séparément. Cependant, tout n'est pas perdu, car le mouvement des deux astres se marque aussi dans le spectre du couple au travers de l'effet Doppler.

L'effet Doppler : l'arme des policiers... et la signature de l'expansion de l'Univers

Quand vous dépassez la vitesse limite sur autoroute, les radars peuvent vous débusquer grâce à… l'effet Doppler : le radar envoie une onde radio de fréquence précise vers votre voiture, l'onde s'y réfléchit et revient vers l'instrument. Mais le mouvement de la voiture a légèrement modifié la fréquence de l'onde réfléchie, et cette différence est utilisée par les policiers pour mesurer votre vitesse, et vous donner une amende si nécessaire.

Cet effet s'applique aussi au son (la sirène de l'ambulance change de timbre lorsqu'elle s'approche ou s'éloigne), ainsi qu'à la lumière des étoiles et des galaxies. Dans leur spectre, ces étoiles et galaxies possèdent des raies, des signatures particulières à chaque élément chimique. Ces raies ont une fréquence précise, qui peut être modifiée par le mouvement de ces objets. C'est un tel décalage entre fréquence observée et fréquence théorique qui a permis à Edwin Hubble de " flasher " les galaxies lointaines, découvrant ainsi que l'Univers est en expansion.

Le mouvement d'une étoile autour de l'autre se dévoile dans le changement de position des raies du spectre de WR20a.

 

Copyright: GAPHE

Quel rapport avec la découverte des astrophysiciens liégeois ? Le mouvement d'une étoile autour de l'autre dans un couple stellaire modifie lui aussi la position de ces raies : en étudiant minutieusement le spectre d'un couple, on peut donc découvrir les traces du mouvement orbital. En utilisant des spectres collectés à l'Observatoire Européen Austral (ESO), les astronomes liégeois et leurs collaborateurs ont trouvé que l'étoile double WR20a comprenait deux étoiles extrêmement massives : plus de 70 masses solaires chacune !

Les étoiles de WR20a s'éclipsent mutuellement, et l'étude des variations de lumière de cet objet permet de mieux caractériser encore le couple : la première possède une masse de 83 masses solaires, la seconde de 82 masses solaires. Ce résultat confirmant les conclusions liégeoises provient d'une équipe polonaise, qui a pu bénéficier de l'existence d'un télescope national. "Il est dommage que la Belgique ne possède un tel télescope, car cela permettrait aux astronomes belges de disposer d'une plus grande autonomie. Dans notre cas, nous devons passer par les observatoires internationaux, et le processus est long : plus d'un an ! Ce délai a été raccourci à 2 jours par les Polonais. " commente l'astrophysicien Gregor Rauw.

Après avoir découvert les étoiles massives les plus chaudes de notre Univers l'année passée (cfr http://www.eso.org/outreach/press-rel/pr-2003/pr-08-03.html), l'équipe liégeoise du GAPHE a donc trouvé ses représentantes les plus massives. Néanmoins, tout n'est pas réglé, et ce système reste mystérieux à bien des égards. Sa distance, par exemple : on pense que WR20a fait partie de l'amas d'étoiles Westerlund 2, mais alors elle serait trop peu brillante. Située plus loin, que ferait-elle seule, puisque les étoiles massives naissent en amas ? Aurait-elle été éjectée ? Enfin, comment des étoiles aussi massives ont-elles pu se former ? Les astrophysiciens ont sans nul doute encore de belles découvertes en perspective !

 

Contacts

L'équipe du GAPHE ULg : Gregor Rauw (rauw@astro.ulg.ac.be, 04/366 97 40), Michael De Becker (debecker@astro.ulg.ac.be, 04/366 97 17), Yaël Nazé (naze@astro.ulg.ac.be, 04/366 97 20), Eric Gosset (gosset@astro.ulg.ac.be), Hugues Sana (sana@astro.ulg.ac.be), Jean-Marie Vreux (vreux@astro.ulg.ac.be)

Pour plus d'informations
" WR 20a : a massive cornerstone binary system comprising two extreme early-type stars " par G. Rauw et al., disponible sur http://vela.astro.ulg.ac.be/Preprints/P92/index.html

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