À l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral, situé au Chili, des chercheurs dirigés par Peter van Hoof et Griet Van de Steene, de l’Observatoire royal de Belgique, ont étudié l’Objet de Sakurai, une rare étoile « renaissante » qui a retrouvé de manière inattendue une nouvelle vie en 1996 après avoir atteint les dernières étapes de son évolution.

Leurs résultats, publiés aujourd’hui dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, montrent que l’étoile est entrée dans une nouvelle phase de son évolution, développant le puissant vent stellaire caractéristique des étoiles de type Wolf-Rayet.

Ces recherches apportent un nouvel éclairage sur les dernières étapes de l’évolution stellaire et aident les astronomes à tester des théories dont la vérification prendrait autrement des milliers, voire des millions d’années.

En raison de l’évolution de l’Objet de Sakurai, sa luminosité a également considérablement augmenté entre 2006 et 2023. Dans cette vidéo, l’Objet de Sakurai est entouré d’un cercle vert. Crédits : Peter van Hoof (ORB).

Le Dr Peter van Hoof, de l’Observatoire déclare : « Pour la plupart des étoiles, il est impossible d’observer leur évolution à l’échelle du temps humain. Pour comprendre leur évolution, notre seule option consiste à observer de nombreuses étoiles différentes et à déterminer lesquelles se trouvent à différentes étapes d’un même parcours. L’Objet de Sakurai offre quelque chose de bien plus rare. C’est l’une des très rares étoiles dont on sait qu’elle a subi une transformation radicale en l’espace de quelques décennies seulement, ce qui nous donne l’occasion d’observer l’évolution stellaire se dérouler en temps réel. Grâce à nos observations, nous pouvons tester des théories sur l’évolution des étoiles et acquérir de nouvelles connaissances sur l’une des phases les plus courtes et les moins bien comprises de la vie d’une étoile mourante. »

Les scientifiques pensent que cette étoile était similaire à notre Soleil, mais qu’elle avait déjà cessé sa fusion nucléaire et entamé son parcours pour devenir une naine blanche – ce noyau chaud et dense qui subsiste après la mort d’une étoile ordinaire. Elle a subi un phénomène rare appelé « impulsion thermique très tardive », au cours duquel une couche d’hélium située au plus profond de l’étoile morte s’est soudainement réactivée.

Cet événement a provoqué une expansion rapide de l’étoile, son refroidissement et l’éjection de grandes quantités de matière dans l’espace, la ramenant temporairement à un stade antérieur de sa vie, ce qui a conduit les astronomes à la décrire comme une étoile « renaissante ».

À ce jour, seules deux étoiles ont été observées directement en train de subir ce type de renaissance spectaculaire : l’Objet de Sakurai et V605 Aquilae.

À la suite de son éruption, l’Objet de Sakurai s’est caché derrière d’épais nuages de gaz et de poussière libérés lors de l’éruption, ce qui rend son étude directe difficile.

Pour étudier son état actuel, l’équipe a analysé la lumière captée par le Very Large Telescope et l’a comparée à des modèles informatiques sophistiqués simulant les atmosphères et les vents puissants des étoiles de type Wolf-Rayet.

Les observations ont révélé des signatures caractéristiques du carbone et de l’hélium, permettant aux chercheurs de déterminer sa température, sa composition chimique et les caractéristiques de son vent stellaire.

Leur analyse suggère que la température de surface de l’étoile se situe actuellement entre environ 27 000 et 36 000 degrés Kelvin, ce qui montre qu’elle se réchauffe à la suite de sa violente éruption survenue il y a près de trois décennies.

La Dr Griet Van de Steene de l’Observatoire ajoute : « L’Objet de Sakurai a évolué beaucoup plus rapidement que ne le prédisaient les modèles préexistants d’évolution stellaire. Cela a conduit à une nouvelle génération de modèles que nous devons désormais tester. Nos mesures montrent que l’étoile se réchauffe plus progressivement que ne le prédisaient certains de ces nouveaux modèles. Cela nous offre un moyen important de vérifier quelles théories décrivent le mieux ce qui se passe lorsqu’une étoile mourante renaît brièvement à la vie. En poursuivant l’observation de l’étoile au cours des prochaines années, nous espérons en apprendre beaucoup plus sur cette phase remarquable de l’évolution stellaire. »

Les résultats suggèrent également que l’Objet de Sakurai se trouve à un stade plus précoce de son évolution que V605 Aquilae, qui a connu un événement similaire il y a environ 80 ans.

L’équipe continuera d’observer l’Objet de Sakurai alors qu’il poursuit son réchauffement et reprend son chemin vers le statut de naine blanche, afin d’en savoir plus sur l’une des phases les plus rapides et les plus inhabituelles de l’évolution stellaire jamais observées.

Ces résultats ont été publiés dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

DOI: 10.1093/mnras/stag1533

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