La poussière est partout dans l'espace, mais la substance omniprésente est une chose que les astronomes connaissent peu. «Non seulement nous ne savons pas ce que c'est, mais nous ne savons pas où il est fabriqué ni comment il pénètre dans l'espace», a déclaré Donald York, professeur à l'Université de Chicago. Mais maintenant, York et un groupe de collaborateurs ont observé un système à double étoile, HD 44179, qui pourrait créer une fontaine de poussière. La découverte a de vastes implications, car la poussière est essentielle aux théories scientifiques sur la formation des étoiles.
Le système à double étoile se trouve dans ce que les astronomes appellent le rectangle rouge, une nébuleuse pleine de gaz et de poussière située à environ 2300 années-lumière de la Terre.
L'une des étoiles doubles est une étoile à branche géante post-asymptotique (post-AGB), un type d'étoile astronome considéré comme une source probable de poussière. Ces étoiles, contrairement au soleil, ont déjà brûlé tout l'hydrogène dans leurs noyaux et se sont effondrées, brûlant un nouveau combustible, l'hélium.
Pendant la transition entre la combustion de l'hydrogène et de l'hélium, qui se déroule sur des dizaines de milliers d'années, ces étoiles perdent une couche externe de leur atmosphère. De la poussière peut se former dans cette couche de refroidissement, dont la pression de rayonnement provenant de l'intérieur de l'étoile repousse la poussière loin de l'étoile, ainsi qu'une bonne quantité de gaz.
Dans les systèmes à double étoile, un disque de matériau de l'étoile post-AGB peut se former autour de la deuxième étoile plus petite, évoluant plus lentement. «Lorsque les disques se forment en astronomie, ils forment souvent des jets qui soufflent une partie du matériau hors du système d'origine, distribuant le matériel dans l'espace», a expliqué York.
"Si un nuage de gaz et de poussière s'effondre sous sa propre gravité, il devient immédiatement plus chaud et commence à s'évaporer", a déclaré York. Quelque chose, peut-être de la poussière, doit immédiatement refroidir le nuage pour l'empêcher de se réchauffer.
L'étoile géante assise dans le rectangle rouge fait partie de celles qui sont beaucoup trop chaudes pour permettre la condensation de la poussière dans leurs atmosphères. Et pourtant, un anneau géant de gaz poussiéreux l'entoure.
L'équipe de Witt a effectué environ 15 heures d'observations sur l'étoile double sur une période de sept ans avec le télescope de 3,5 mètres de l'Obache Point Observatory au Nouveau-Mexique. "Nos observations ont montré que c'est très probablement l'interaction gravitationnelle ou marémotrice entre notre étoile géante du rectangle rouge et une étoile compagnon proche du soleil qui fait que le matériau quitte l'enveloppe du géant", a déclaré le collaborateur Adolph Witt, de l'Université de Tolède.
Une partie de ce matériau se retrouve dans un disque de poussière accumulée qui entoure cette petite étoile compagnon. Progressivement, sur une période d'environ 500 ans, le matériau s'enroule en étoile plus petite.
Juste avant que cela ne se produise, la petite étoile éjecte une petite fraction de la matière accumulée dans des directions opposées via deux jets gazeux, appelés «jets bipolaires».
D'autres quantités de matière extraites de l'enveloppe du géant se retrouvent dans un disque qui contourne les deux étoiles, où il se refroidit. "Les éléments lourds comme le fer, le nickel, le silicium, le calcium et le carbone se condensent en grains solides, que nous considérons comme de la poussière interstellaire, une fois qu'ils ont quitté le système", a expliqué Witt.
La production de poussières cosmiques a échappé à la détection télescopique car elle ne dure peut-être que 10 000 ans, soit une brève période de la vie d'une étoile. Les astronomes ont observé d'autres objets similaires au rectangle rouge dans le voisinage terrestre de la voie lactée. Cela suggère que le processus que l'équipe de Witt a observé est assez courant lorsqu'il est observé pendant la durée de vie de la galaxie.
"Des processus très similaires à ce que nous observons dans la nébuleuse du rectangle rouge se sont produits peut-être des centaines de millions de fois depuis la formation de la Voie lactée", a déclaré Witt, qui a fait équipe avec des amis de longue date à Chicago pour l'étude.
L’équipe s’est efforcée d’atteindre un objectif relativement modeste: trouver la source de rayonnement ultraviolet lointain du rectangle rouge. Le rectangle rouge affiche plusieurs phénomènes qui nécessitent un rayonnement ultraviolet lointain comme source d'alimentation. "Le problème est que l'étoile centrale très lumineuse dans le rectangle rouge n'est pas assez chaude pour produire le rayonnement UV requis", a déclaré Witt, alors lui et ses collègues se sont mis en route pour le trouver.
Il s'est avéré qu'aucune étoile dans le système binaire n'est la source du rayonnement UV, mais plutôt la région intérieure chaude du disque tourbillonnant autour du secondaire, qui atteint des températures proches de 20 000 degrés. Leurs observations, a déclaré Witt, "ont été beaucoup plus productives que nous n'aurions pu l'imaginer dans nos rêves les plus fous."
Source: Université de Chicago
