Les astronomes utilisant le télescope spatial James Webb (JWST) et les données du très grand télescope (VLT) de l’Observatoire européen austral ont découvert un système complexe de coquilles de poussière entourant un système d’étoiles binaires unique appelé Apep. Ce système contient deux étoiles Wolf-Rayet exceptionnellement rares, et les résultats fournissent un aperçu sans précédent de la façon dont ces étoiles massives évoluent et interagissent.
Que sont les étoiles Wolf-Rayet ?
Les étoiles Wolf-Rayet constituent une classe d’étoiles petite et fascinante, dont on estime qu’il n’y en a qu’un millier dans l’ensemble de la Voie lactée. Il s’agit d’étoiles binaires massives en fin de vie, qui forgent certains des premiers carbones de l’Univers. Leur chaleur extrême et leurs vents stellaires puissants libèrent rapidement de la matière, formant des structures de poussière spectaculaires.
Le système Apep : une découverte unique
Apep se distingue car c’est le seul système connu dans notre galaxie contenant deux étoiles Wolf-Rayet de ce type en orbite l’une autour de l’autre. Les chercheurs dirigés par Ryan White de l’Université Macquarie et Yinuo Han de Caltech ont utilisé les capacités d’imagerie dans l’infrarouge moyen du JWST, combinées à huit années de données du VLT, pour affiner la trajectoire orbitale des étoiles et découvrir des structures de poussière cachées. La découverte est importante car elle clarifie la manière dont ces étoiles évoluent et interagissent.
Quatre spirales de poussière révélées
Avant JWST, les télescopes au sol ne détectaient qu’une seule coquille de poussière autour d’Apep. Les nouvelles observations ont révélé non pas une, mais quatre spirales de poussière serpentines, chacune s’étendant vers l’extérieur selon un motif précis. La clarté accrue du télescope a permis aux scientifiques de confirmer que les étoiles tournent autour les unes des autres tous les 190 ans, se croisant étroitement pendant environ 25 ans au cours de chaque orbite. Cette proximité périodique correspond au moment où la majeure partie de la poussière se forme.
Une troisième étoile influence la poussière
Les observations du JWST ont également confirmé la présence d’une troisième étoile dans le système : une supergéante massive. Cette troisième étoile interagit gravitationnellement avec la poussière éjectée par la paire Wolf-Rayet, creusant des trous dans chaque nuage en expansion. L’existence de cette troisième étoile était soupçonnée auparavant, mais les données du JWST en ont apporté la preuve définitive.
Principales conclusions et recherches futures
Les découvertes de l’équipe, publiées dans Astrophysical Journal, démontrent la puissance du JWST à révéler des détails auparavant cachés dans les systèmes astronomiques. Le Dr Han a décrit l’effet comme “comme entrer dans une pièce sombre et allumer la lumière”. Le mystère restant concerne la distance précise entre le système Apep et la Terre, ce qui nécessitera des observations supplémentaires.
“Webb nous a donné la preuve irréfutable que la troisième étoile est liée gravitationnellement à ce système”, a déclaré le Dr Han.
Cette découverte a remodelé notre compréhension du fonctionnement des étoiles Wolf-Rayet, fournissant un modèle pour les futures observations de systèmes similaires.
