Des étoiles massives naissent aussi d’un disque d’accrétion !
Une équipe internationale comprenant des chercheurs français a obtenu la première image d’un disque de poussière autour d’une étoile massive en cours de formation grâce à l’utilisation simultanée de plusieurs télescopes du VLT de l’ESO. Cette découverte fait l’objet d’un article dans le numéro de Nature du 15/07/2010.
L’équipe d’astronomes européens, comprenant des chercheurs appartenant au laboratoire Hippolyte Fizeau à Nice et au Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble a examiné l’étoile IRAS 13481-6124 avec une précision inégalée grâce au mode interférométrique du Very Large Telescope de l’ESO et de l’instrument AMBER, construit par un consortium international dirigé par ces deux laboratoires français associés au CNRS. Cet astre est situé dans la constellation du Centaure à plus de 10 000 années-lumière. Il s’agit d’une jeune étoile massive, 20 fois la masse du Soleil et 5 fois son rayon, en cours de formation. Son âge est estimé à 60 000 ans et elle est encore entourée des restes de son cocon géniteur qui ont fait l’objet d’une détection directe par AMBER.
Utilisant des images d’archives obtenues par le télescope infrarouge de la NASA Spitzer ainsi que des observations obtenues avec le radiotélescope APEX de l’ESO, cette équipe a aussi découvert une éjection de matière. Cette éjection de matière est souvent considérée comme un indicateur de la présence d’un disque circumstellaire. Ces disques sont un ingrédient essentiel dans la formation des étoiles ayant une masse comparable à celle du Soleil. Jusqu’à présent il n’était pas évident que le mode de formation des étoiles massives soit identique à celui des étoiles de type solaire. Le rayonnement puissant (ici de l’ordre de 30 000 fois plus brillant que le Soleil) de cet embryon d’étoile déjà massif aurait pu empêcher la matière de continuer à spiraler vers l’étoile pour la rendre encore plus massive.
Image de la matière qui entoure la jeune étoile massive IRAS 13481-6124 (à gauche) obtenue avec l’instrument AMBER sur le VLTI. Cette matière est localisée dans un disque de matière en rotation autour de l’étoile centrale (à droite). 20 UA (UA = unité astronomique) correspond à une extension de 20 fois le rayon de l’orbite de la Terre autour du Soleil. Les parties internes du disque sont évaporées par le rayonnement de l’étoile centrale et la partie incurvée brillante correspond au bord interne du disque illuminé par l’étoile. © Kraus et al. Nature.
En mélangeant la lumière infrarouge reçue de cet astre par trois télescopes auxiliaires de 1,8 m du VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de l’ESO, l’instrument AMBER permet d’observer des détails que seul un télescope géant d’un diamètre de 85 m pourrait détecter. Pour illustrer la puissance de ces observations, on peut dire que leur résolution permettrait de voir, depuis la Terre, chacun des phares d’un camion situé sur la Lune.
Ce type d’observation devient relativement commune de nos jours grâce aux équipements comme le VLT en mode interférométrique, mais ce qui l’est moins c’est la capacité à reconstruire une image. L’image publiée dans Nature, sans être la première image obtenue par AMBER, est la première image d’une étoile jeune massive et permet de mieux comprendre la nature de ce type d’objet.
Sous l’influence du rayonnement intense du cœur stellaire, ce disque qui s’étend sur un rayon de 130 fois la distance Terre-Soleil et qui pèse approximativement 20 fois la masse du Soleil ne devrait pas survivre longtemps. C’est donc une chance qu’il ait pu être observé, en particulier sa partie interne qui semble dépourvue de poussières. L’autre aspect important de ce résultat est d’avoir montré qu’un même mécanisme de formation peut être à l’origine des étoiles de toutes masses.
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