Des scientifiques observent la mort mystérieuse d’une étoile émettant six anneaux

Des chercheurs de l’UCLA et du Jet Propulsion Laboratory de la NASA ont découvert que l’étoile riche en carbone avait expulsé six anneaux moléculaires en expansion lente et une structure en forme de sablier éjectant de la matière dans l’espace à grande vitesse, signalant que l’étoile subit une évolution rapide à la fin de sa vie. dans un éclat de gloire avant d’arrêter sa production d’énergie.

“C’est la première et la seule fois qu’une série d’anneaux en expansion a été vue autour d’une étoile qui est à l’agonie – une série d'”anneaux de fumée” en expansion que nous avons calculés sont soufflés tous les quelques centaines d’années”, a déclaré Mark Morris, professeur de physique et d’astronomie à l’UCLA et co-auteur de l’étude.

Les résultats de l’étude, qui a été menée à l’aide de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, connu sous le nom d’ALMA, et des données du télescope spatial Hubble, sont publiés le 28 mars dans le Revue d’Astrophysique.

Plus de 90% des étoiles ayant une masse égale ou supérieure à la masse du soleil évoluent en ce que les scientifiques appellent des étoiles à branches géantes asymptotique, ou étoiles AGB, dont V Hya est un exemple. L’étoile est située à environ 1 300 années-lumière de la Terre dans la constellation de l’Hydre.

Parmi ces millions d’étoiles, V Hya a suscité un intérêt particulier pour les astronomes en raison de ses comportements et de ses caractéristiques uniques, notamment des éruptions de plasma extrêmement importantes qui se produisent environ tous les huit ans et la présence d’une étoile compagne presque invisible qui contribue à l’explosion explosive de V Hya. comportement.

“Nous avons surpris cette étoile mourante en train de se débarrasser de son atmosphère – finalement la majeure partie de sa masse – ce que font la plupart des étoiles géantes rouges de stade avancé”, a déclaré Morris. “Mais à notre grande surprise, nous avons constaté que la matière dans cette affaire est expulsée sous la forme d’une série d’anneaux.”

Morris a déclaré que l’équipe a également observé des explosions de gaz à grande vitesse, perpendiculaires à ces anneaux, qui ont été expulsées dans deux directions opposées. Il a ajouté que le mécanisme qui produit les anneaux est inconnu et nécessitera une enquête plus approfondie.

“Nous soupçonnons que cela pourrait être lié à la présence d’étoiles compagnes en orbite, mais il est difficile d’expliquer cela étant donné l’intervalle de quelques centaines d’années entre les éjections d’anneaux”, a déclaré Morris. “Cette étoile apporte une nouvelle et fascinante ride à notre compréhension de la façon dont les étoiles finissent leur vie.”

Raghvendra Sahai, astronome au JPL et auteur principal de l’étude, a déclaré que la recherche indique que les hypothèses précédentes sur la mort des étoiles peuvent être erronées.

“Notre étude révèle de manière spectaculaire que le modèle traditionnel de la mort des étoiles AGB – par l’éjection massive de carburant via un vent sphérique lent, relativement stable sur 100 000 ans ou plus – est au mieux incomplet ou au pire incorrect, ” il a dit.

Les six anneaux qui se sont étendus vers l’extérieur depuis V Hya au cours d’environ 2 100 ans ont formé une structure déformée en forme de disque, créant une région riche en poussière autour de l’étoile, rapportent les chercheurs. L’équipe a surnommé la structure DUDE, pour Disk Undergoing Dynamical Expansion.

“V Hya est dans la phase de transition brève mais critique que traversent les étoiles mourantes à la fin de leur vie”, a déclaré Sahai. “C’est la phase où ils perdent le plus de leur masse. Il est probable que cette phase ne dure pas très longtemps, donc il est difficile de les prendre sur le fait. Nous avons eu de la chance avec V Hya, et avons pu imaginer tous les différents activités se déroulant dans et autour de cette étoile pour mieux comprendre comment les étoiles mourantes perdent de la masse à la fin de leur vie.”

L’acte final de V Hya a également produit une structure en forme de sablier centrée sur l’étoile et orientée perpendiculairement au disque. Les deux lobes du sablier ont été façonnés par un vent rapide et dirigé qui souffle dans deux directions opposées à des vitesses allant jusqu’à 500 000 milles à l’heure.

En raison des grandes quantités de poussière entourant l’étoile, l’étude de V Hya nécessitait un instrument unique capable de voir clairement la matière froide impossible à détecter avec des télescopes optiques. Les récepteurs d’ALMA sont exceptionnellement sensibles aux très courtes longueurs d’onde radio d’environ 1 millimètre, qui ont révélé les multiples anneaux de l’étoile et les écoulements de gaz moléculaire avec une clarté saisissante.

Les chercheurs ont utilisé des données infrarouges, optiques et ultraviolettes supplémentaires pour produire une image remarquable d’un spectacle spectaculaire dans notre galaxie, dont une grande partie était inattendue, a déclaré Morris.

“Chaque fois que nous observons V Hya, cela ressemble de plus en plus à un cirque, avec chaque nouvelle étape évolutive caractérisée par une variété encore plus grande d’exploits impressionnants”, a déclaré Sahai. “V Hydrae nous a impressionnés par ses multiples anneaux et actes, et parce que notre propre soleil pourrait un jour connaître un destin similaire, il nous attire toute l’attention.”

La recherche a été financée en partie par la National Science Foundation et la NASA.