Voici la première image d’une étoile hors de la Voie lactée : elle est gigantesque et va bientôt exploser !

Keiichi Ohnaka, astrophysicienastrophysicien à l'université Andrés-Bello, au Chili, et premier auteur d'une nouvelle étude publiée dans Astronomy & Astrophysics, a de quoi être heureux : « Pour la première fois, nous avons réussi à prendre une image zoomée d'une étoile mourante dans une galaxie située en dehors de notre Voie lactée. » L'heureuse élue est WOH G64, une supergéante rougesupergéante rouge (1 730 fois le diamètre du Soleil !) située à 160 000 années-lumière de nous, dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la nôtre. Les nouvelles observations révèlent une étoileétoile soufflant du gazgaz et de la poussière, dans les derniers stades avant de devenir une supernovasupernova.

Keiichi Ohnaka détaille : « Nous avons découvert un coconcocon ovoïde entourant étroitement l'étoile. Nous sommes enthousiastes car cela pourrait être lié à l'éjection drastique de matièrematière de l'étoile mourante avant son explosion en supernova. »

Voici une image de l'étoile WOH G64, prise par l'instrument Gravity du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l'Observatoire européen austral (ESO). Il s'agit de la première image en gros plan d'une étoile située en dehors de notre Galaxie, la Voie lactée. L'étoile se trouve dans le Grand Nuage de Magellan, à plus de 160 000 années-lumière. L'ovale brillant au centre de l'image (environ 21 milliards de kilomètres de large sur 31 de long) est un cocon de poussière qui entoure l'étoile. L'anneau elliptique plus faible qui l'entoure (environ 46 milliards de kilomètres de large sur 75 de long) pourrait être le bord interne d'un tore poussiéreux, mais d'autres observations sont nécessaires pour confirmer cette caractéristique. © ESO, K. Ohnaka et al.

Une étoile qui s'assombrit

Alors que les astronomesastronomes ont pris environ deux douzaines d'images zoomées d'étoiles de notre Galaxie, dévoilant leurs propriétés, l'observation détaillée d'étoiles vivant dans d'autres galaxies, beaucoup plus éloignées, est extrêmement difficile. L'équipe de Keiichi Ohnaka avait déjà utilisé l'Interféromètre du Très Grand Télescope (Very Large Telescope InterferometerVery Large Telescope Interferometer, VLTI), de l'Observatoire européen austral (ESOESO), en 2005 et 2007 pour en savoir plus sur les caractéristiques de l'étoile, et ont continué de l'étudier au cours des années suivantes. Cependant, pour obtenir l'image souhaitée, l'équipe a dû attendre le développement de Gravity, un des instruments de deuxième génération du VLTI.

Après avoir comparé leurs nouveaux résultats avec d'autres observations antérieures de WOH G64, ils ont été surpris de constater que l'étoile s'était assombrie au cours de la dernière décennie. Lors de leur dernière phase de vie, les supergéantes rouges, comme WOH G64, éjectent leurs couches externes de gaz et de poussière, un processus qui peut durer des milliers d'années. « Cette étoile est l'une des plus extrêmes de son genre et tout changement radical peut la rapprocher d'une fin explosive », explique Jacco van Loon, directeur de l'observatoire de Keele à l'université de Keele, au Royaume-Uni, et coauteur de l'étude, qui observe WOH G64 depuis les années 1990.

Le Grand Nuage de Magellan est une galaxie satellite de la Voie lactée, située à 160 000 années-lumière de nous. Malgré cette distance stupéfiante, l'instrument Gravity du Very Large Telescope Interferometer (VLTI) de l'Observatoire européen austral a réussi à prendre une photo en gros plan de l'étoile géante WOH G64. Cette image montre l'emplacement de l'étoile dans le Grand Nuage de Magellan, avec quelques télescopes auxiliaires du VLTI au premier plan. © ESO, K. Ohnaka et al., Y. Beletsky (LCO)

Un cocon avec une forme inattendue

L'équipe pense que cette matière éjectée pourrait également être responsable de l'affaiblissement de l'étoile ainsi que de la forme inattendue du cocon de poussière qui l'entoure. La nouvelle image révèle que le cocon est étiré, ce qui a surpris les scientifiques, qui s'attendaient à une forme différente sur la base des observations précédentes et des modèles informatiques. L'équipe estime que la forme ovoïde du cocon pourrait s'expliquer soit par l'éjection de matière par l'étoile, soit par l'influence d'une étoile compagne encore non découverte.

Au fur et à mesure que l'étoile devient moins lumineuse, il devient de plus en plus difficile de prendre d'autres photos en gros plan, même avec le VLTI. Néanmoins, les mises à jour prévues de l'instrumentation du télescopetélescope, telles que le futur Gravity+, promettent de changer cela bientôt. « Des observations de suivi similaires avec les instruments de l'ESO seront importantes pour comprendre ce qui se passe dans l'étoile », conclut Keiichi Ohnaka.