Des collisions d'étoiles rendent compte d'une mystérieuse explosion survenue au cours du XVIIe siècle

Posté par Isabelle le Mercredi 25/03/2015 à 12:00

Des collisions d'étoiles rendent compte d'une mystérieuse explosion survenue au cours du XVIIe siècle

Nova Vulpeculae 1670  APEX 

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De nouvelles observations effectuées au moyen d'APEX et d'autres télescopes révèlent l'origine exacte d'un phénomène lumineux observé en 1670 par les astronomes européens: non pas une nova mais une rare et violente collision stellaire. A l'époque, cet événement était facilement observable à l'oeil nu. Les traces qui en subsiste aujourd'hui sont si faibles que leur analyse détaillée a requis l'utilisation de télescopes opérant dans le domaine submillimétrique. Les résultats de cette étude qui lève le voile sur cet événement daté de plus 340 ans, paraîtront dans l'édition en ligne de la revue Nature le 23 mars 2015.

Quelques-uns des plus grands astronomes européens du XVIIe siècle, au premier rang desquels Hevelius - le père de la cartographie lunaire - et Cassini, ont soigneusement rapporté l'apparition d'une nouvelle étoile dans le ciel de 1670. Hevelius la désigna sous l'appellation "nova sub capite Cygni" - littéralement, une nouvelle étoile sous la tête du Cygne ; les astronomes la connaissent sous son appellation moderne: Nova Vulpeculae 1670 (1). Les récits historiques de novae sont rares et présentent un grand intérêt pour les astronomes contemporains. Nova Vul 1670 constitue à la fois la nova la plus ancienne jamais consignée et la nova la plus faible redécouverte ultérieurement.

Tomasz Kami?ski (ESO et Institut Max Planck dédié à la Radioastronomie, Bonn, Allemagne), auteur principal de la nouvelle étude, décrit le contexte: "Des années durant, cet objet fut rangé parmi les novae ; toutefois, les études successives questionnèrent ce classement - sa ressemblance même avec une étoile ayant explosé."

Lorsqu'elle apparut pour la toute première fois, Nova Vul 1670 était facilement observable à l'oeil nu. Puis sa luminosité varia au cours des deux années qui suivirent. Elle disparut puis réapparut à deux reprises avant de disparaître définitivement. Bien que correctement informés, les astronomes de l'époque ne disposaient pas de l'instrumentation nécessaire à percer le mystère de la nova.

Au cours du XXe siècle, les astronomes comprirent que la plupart des novae résultaient de la tendance des étoiles binaires à exploser lorsqu'elles se trouvent à proximité l'une de l'autre. Toutefois, Nova Vul 1670 ne s'inscrivait pas dans le cadre de ce scénario et continua de demeurer un mystère.

En dépit des progrès notables effectués dans le domaine de l'astronomie observationnelle, il semblait que cet événement n'avait laissé aucune trace détectable. Dans les années 80 toutefois, une équipe d'astronomes découvrit l'existence d'une nébuleuse de faible intensité autour de l'hypothétique emplacement des restes de l'étoile. Le lien entre ces observations et l'événement survenu en 1670 était tentant. Mais l'équipe ne parvint pas à éclaircir davantage le mystère du phénomène observé dans le ciel d'Europe plus de trois cents ans auparavant.

Tomasz Kami?ski de poursuivre: "Nous avons sondé cette région du ciel dans les domaines radio et submillimétrique. Nous avons découvert que les environs de ce vestige baignent dans un gaz froid riche de molécules à la composition chimique pour le moins inhabituelle."

En marge d'APEX, l'équipe a également utilisé le Réseau Submillimétrique (SMA) et le radiotélescope Effelsberg pour déterminer la composition chimique du gaz et mesurer les rapports des différents isotopes. Ils ont ainsi obtenu un aperçu très détaillé du contenu matériel de cette région du ciel et en ont déduit sa possible origine.

L'équipe a découvert, d'une part que la masse de matière froide était trop importante pour résulter de l'explosion d'une nova, d'autre part que les rapports isotopiques mesurés autour de Nova Vul 1670 différaient de ceux produits par une nova. S'il ne s'agissait pas d'une nova, de quoi s'agissait-il alors ?

Il s'agissait en réalité d'une spectaculaire collision entre deux étoiles, d'intensité supérieure à celle d'une nova mais inférieure à celle d'une supernova, qui aboutit à la création d'un objet transitoire de couleur rouge. Ce type d'événement survient très rarement: la fusion de deux étoiles se traduit par leurs explosions, puis par l'éjection, dans l'espace, de leurs intérieurs stellaires dont ne subsiste qu'un résidu de faible luminosité dans un environnement froid, riche de molécules et de poussière. Ce nouveau type d'étoiles éruptives correspond presque exactement au profil de Nova Vul 1670.

Karl Menten (Institut Max Planck dédié à la Radioastronomie, Bon, Allemagne), co-auteur de l'article, conclut ainsi: "Ce type de découverte est des plus amusants car totalement inattendu !"