Une étoile tire des bulles de plasma géantes

Deux fois plus chaudes que la surface du Soleil, des bulles de plasma foncent tels des boulets de canon depuis l’étoile V Hydrae. Observées grâce au télescope spatial Hubble, ces bulles seraient périodiquement éjectées, au rythme du passage d’une autre étoile dans l’atmosphère de cette géante rouge.

Les nébuleuses planétaires sont parmi les plus beaux objets astrophysiques que l’on peut admirer avec un télescope. Ces phénomènes transitoires n’existent que pendant quelques dizaines de milliers d’années, se formant lorsque des étoiles en fin de vie quittent la séquence principale du fameux diagramme HR. Dans notre Voie lactée, environ 1.500 nébuleuses planétaires sont connues. Elles présentent une étonnante variété de formes complexes et de couleurs, correspondant à différentes périodes de l’évolution dynamique et chimique des couches supérieures de leur enveloppe, qu’elles éjectent alors qu’elles se déplacent (dans le diagramme HR) sur la Branche asymptotique des géantes (AGB).

Les astrophysiciens tentent depuis des années de rendre compte de cette variété et un récent article déposé sur arXiv l’explique en partie, à nouveau par la présence d’un compagnon invisible en orbite autour d’une étoile en phase de géante rouge, tout proposant un scénario pour expliquer une découverte étonnante.

Depuis onze ans, une équipe de chercheurs a utilisé à plusieurs reprises le télescope spatial Hubble, plus précisément l’instrument STIS (Space Telescope Imaging Spectrograph), pour étudier l’étoile variable et carbonée V Hydrae, située à environ 1.200 années-lumière du Système solaire dans la constellation de l’Hydre. Ils y ont découvert une série de bulles de plasma géantes, deux fois plus chaudes que la surface du Soleil.

Eruption solaire

Cette image prise par la sonde SDO de la NASA montre d’impressionnantes éruptions solaires avec des arches de plasma éjectées. Elle donne une idée de ce qui doit se passer avec les bulles tirées par l’étoile V Hydrae. (Source : NASA)

Les plus grosses contiennent deux fois la masse de la Planète rouge. Certaines de ces bulles sont détectables jusqu’à une distance de 8 fois celle qui sépare le Soleil de la ceinture de Kuiper, soit environ 37 milliards de kilomètres. Les vitesses de ces bulles, qui s’éloignent de V Hydrae, sont considérables. Elles leur permettraient de couvrir la distance de la Terre à la Lune en seulement 30 minutes.

En se refroidissant, ces bulles ne sont plus détectables dans le visible, donc par Hubble, mais le radiotélescope Submillimeter Array, à Hawaï, a permis d’en découvrir d’autres. L’étude des mouvements de ces bulles indique que depuis au moins 400 ans, V Hydrae se comporte comme un canon tirant ces paquets de plasma avec une périodicité d’environ 8,5 ans, mais pas toujours exactement dans la même direction.

Plasma étoile V Hydrae

Une série d’illustrations du modèle proposé par les astrophysiciens pour expliquer la formation des bulles de plasma éjectées par V Hydrae (Source : NASA/ESA/A. Feild).

Pour expliquer ce fascinant phénomène, les astrophysiciens proposent de considérer V Hydrae comme une étoile binaire, ce qui ne serait pas étonnant car les deux tiers des étoiles de la Galaxie sont en couple (voir le schéma ci-dessus en 4 illustrations). Une compagne encore invisible et sur une orbite elliptique (illustration 1) passerait périodiquement dans l’atmosphère dilatée de la géante rouge, accrétant de la matière autour d’elle en formant un disque (2). Ce disque permet naturellement la formation de jets de matière et donc de processus conduisant à chaque réalimentation à l’éjection d’une bulle de plasma à presque 12.000 kelvins (3 et 4).

Selon les chercheurs, ces bulles sculpteraient les couches de matière éjectées par une géante rouge en fin de vie. C’est ainsi que se formeraient les structures parfois compliquées observées depuis une vingtaine d’années par Hubble dans les nébuleuses planétaires.

Source : Futura-Sciences

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, les expositions « Initiation à l’astronomie » et « Promenade spatiale au fil des ondes« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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