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Le très grand télescope de l’ESO, le VLT, a découvert l’étoile à la plus grande vitesse de rotation jamais observée. Cette jeune et lumineuse étoile massive se trouve dans la galaxie voisine de la nôtre, le Grand Nuage de Magellan, à environ 160 000 années-lumière de la Terre. Les astronomes pensent qu’elle a dû avoir un passé violent. Elle aurait été éjectée d’un système d’étoiles double par l’explosion de sa compagne.

Une équipe internationale d’astronomes a utilisé le très grand télescope de l’ESO à l’Observatoire de Paranal au Chili, afin de réaliser un relevé des étoiles les plus massives et les plus lumineuses de la nébuleuse de la Tarentule (eso1117), dans le Grand Nuage de Magellan. Parmi les nombreuses étoiles très lumineuses de cette nurserie stellaire, l’équipe en a repéré une, appelée VFTS 102, en rotation à plus de deux millions de kilomètres par heure - soit plus de trois cents fois la vitesse de rotation du Soleil (1) et très proche du point auquel elle devrait être déchiquetée du fait de la force centrifuge. VFTS 102 est l’étoile à la vitesse de rotation la plus rapide connue à ce jour (2).

Les astronomes ont également découvert que cette étoile, qui est environ 25 fois plus massive que le Soleil et cent mille fois plus lumineuse, est en mouvement dans l’espace avec une vitesse sensiblement différente de celle des ses voisines (3).

"La remarquable vitesse de rotation et le mouvement peu commun comparés aux étoiles environnantes nous ont conduits à nous demander si cette étoile n’avait pas eu un passé inhabituel. Nous avions des doutes" explique Philip Dufton (Queen’s University Belfast, Irlande du Nord, Royaume-Uni), premier auteur de l’article présentant ces résultats.

Cette différence de vitesse pourrait impliquer que VFTS 102 est une étoile dite en fuite - une étoile qui a été éjectée d’un système d’étoiles double après l’explosion en supernova de sa compagne. Cette hypothèse est confortée par deux autres indices : la présence, aux alentours, d’un pulsar et des restes de supernova qui y sont associés (4).

Cette équipe a imaginé un passé possible pour cette étoile très peu commune. Si les deux étoiles étaient proches, le gaz provenant de sa compagne aurait pu se déverser sur elle et dans le processus cette étoile se serait mise à tourner de plus en plus vite. Ceci expliquerait l’un des faits inhabituels, à savoir pourquoi cette étoile à une vitesse de rotation si rapide. Après une relativement brève période de vie d’environ dix millions d’années, sa massive compagne aurait explosé en supernova - ce qui pourrait expliquer le nuage de gaz caractéristique des restes de supernova découvert à proximité. L’explosion aurait également conduit à l’éjection de l’étoile et pourrait expliquer la troisième anomalie - la différence entre sa vitesse et celle d’autres étoiles de la région. Quand elle s’est effondrée sur elle-même, sa compagne massive serait devenue le pulsar que l’on observe aujourd’hui, apportant ainsi une solution complète au puzzle.

Bien que les astronomes ne puissent pas être certains que c’est exactement ce qui c’est passé, Philip Dufton conclut "C’est une histoire captivante, car elle explique chacun des phénomènes inhabituels que nous avons observés. Cette étoile nous montre probablement un aspect inattendu de la courte, mais spectaculaire, vie des étoiles les plus massives."

Notes
(1) Un avion voyageant à cette vitesse mettrait environ une minute pour faire le tour de la Terre à l’équateur.
(2) Certaines étoiles terminent leur vie en objets compacts tels que des pulsars  qui peuvent tourner beaucoup plus rapidement que VFTS 102, mais ils sont bien plus petits et plus denses et ne brillent pas du fait de réactions thermonucléaires comme les étoiles normales.
(3) VTFS 102 se déplace à environ 228 kilomètres par seconde, vitesse inférieure d’environ 40 kilomètres par secondes à celle des étoiles semblables de la région.
(4) Les pulsars sont le résultat des supernovae. Le cœur de l‘étoile s’effondre pour atteindre une taille très petite créant une étoile à neutron qui tourne très rapidement et qui émet de puissants jets de radiations. Ces jets produisent une "pulsation" régulière quand on les observe depuis la Terre, du fait que l’étoile tourne autour de son axe de rotation. Le reste de supernova associé est un nuage caractéristique de gaz expulsé par l’onde de choc résultant de l’effondrement de l’étoile en étoile à neutrons.

Plus d’informations

Cette recherche a été présentée dans un article publié dans Astrophysical Journal Letters, "The VLT-FLAMES Tarantula Survey: The fastest rotating O-type star and shortest period LMC pulsar - remnants of a supernova disrupted binary ?", par Philip L. Dufton et al.

L’ESO - l’Observatoire Européen Austral - est la première organisation intergouvernementale pour l’astronomie en Europe. L’ESO gère trois sites d’observation uniques au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l’ESO exploite le VLT "Very Large Telescope", l’observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages.

Liens
• L’article de référence : "The VLT-FLAMES Tarantula Survey I. Introduction and observational overview",
• L’article publié dans ApJL
• Photos du très grand télescope de ESO

Voir les autres actualités de l’ESO publiées sur Science.gouv

Contacts
Thierry Botti, Observatoire Astronomique de Marseille Provence (OAMP)
Courriel: thierry.botti@oamp.fr

Philip Dufton, Queen’s University of Belfast
Courriel: P.Dufton@qub.ac.uk

Source :
Le VLT découvre l’étoile à la plus grande vitesse de rotation, communiqué de presse en français du 5 décembre 2011, site Internet de l’ESO (traduction du communiqué de presse de l’ESO eso1147)

Crédits photographiques,  dans l’ordre d’affichage :

VFTS 102: the fastest rotating star. Cette vue montre une partie de la nurserie stellaire appelée Nébuleuse de la Tarentule, dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie Lactée. Au centre se trouve l’étoile brillante VFTS 102. Cette vue est faite à partir d’images obtenues à la fois en lumière visible et infrarouge. © ESO/M.-R. Cioni/VISTA Magellanic Cloud survey. Acknowledgment: Cambridge Astronomical Survey Unit

Vue d’artiste : ceci est une vue d’artiste de l’étoile à la plus grande vitesse de rotation jamais observée à ce jour. La jeune étoile, énorme et brillante, appelée VFTS 102, tourne à environ deux millions de kilomètres par heure. La force centrifuge de cette vitesse de rotation vertigineuse a aplani l’étoile dans une forme aplatie aux pôles, devenue comme un disque de plasma chaud, dont l’arrête est visible depuis une hypothétique planète. L’étoile a pu commencer sa vie comme l’un des éléments d’un système d’étoiles double et avoir "filé" par la concrétion de la substance d’une étoile, compagne binaire. Cette dernière a évolué rapidement et explosé ensuite en supernova. © NASA/ESA and G. Bacon (STScI)