Une étoile est née

Ken Tapping, le 4 septembre 2013

Dans le ciel cette semaine…

  • Cherchez Vénus et Saturne bas dans le ciel à l’ouest après le coucher du soleil.
  • Jupiter se lève vers 2 heures du matin et Mars, vers 4 heures.
  • La nouvelle Lune est attendue le 5 septembre.

La communauté astronomique a suivi avec fébrilité une naissance annoncée. Pour la première fois en effet, nous avons pu assister à la naissance d’une étoile, grâce à un instrument de précision et au hasard, qui a fait qu’il était braqué dans la bonne direction au moment crucial.

Les étoiles ont une vie beaucoup plus longue que la nôtre. Les étoiles géantes brillent pendant quelques millions d’années avant d’exploser, les étoiles de taille moyenne comme le Soleil ont une durée d’une dizaine de milliards d’années, alors que les étoiles naines sont les championnes de la longévité, on pense même que leur durée dépasserait la durée de vie théorique de l’Univers. Comme l’astronomie est une science qui ne date que de quelques milliers d’années, nous n’avons jamais pu observer une étoile sur une période prolongée de sa vie. Les connaissances que nous avons acquises proviennent d’une multitude de données d’observation d’étoiles de différentes catégories et magnitudes, à partir desquelles, grâce à nos connaissances en physique et à beaucoup de travail sur le terrain, nous avons construit un modèle que nous croyons assez exact du cycle de vie d’une étoile.

Les étoiles se forment lorsque des nuages de poussière et de gaz s’effondrent sur eux-mêmes. Sous l’effet de la contraction, la température et la densité au cœur du nuage augmentent et finissent par déclencher la fusion de noyaux d’atomes : l’étoile commence alors à briller. Le rayonnement émis par la nouvelle étoile pulvérise le plus gros du nuage de poussière qui reste et le nouvel astre se révèle.

Au cours de son « existence », l’étoile tire son énergie de la conversion de l’hydrogène, mais ce carburant finit par s’épuiser. La suite dépend de la quantité de matière que contenait le nuage avant de s’embraser. Les étoiles massives deviennent des géantes bleues très chaudes qui se consument à un rythme fulgurant jusqu’à l’épuisement de leur carburant, elles explosent alors et deviennent des supernovas. Les étoiles moins massives comme le Soleil se dilatent jusqu’à ce que leurs couches extérieures éclatent et ne laissent que le noyau brûlant, privé de carburant, qui devient une naine blanche. Enfin, le noyau des étoiles de faible masse peut continuer à brûler faiblement indéfiniment ou presque. Les explosions et les éternuements des étoiles sont facilement détectables dans le ciel, si bien que lorsqu’ils se produisent, ils deviennent la cible de nombreux instruments d’observation astronomique. La naissance d’une étoile est toutefois un phénomène beaucoup plus discret. Nous avons découvert de nombreux nuages dans lesquels des étoiles étaient en formation, d’autres nuages dans lesquels de jeunes étoiles s’étaient allumées, de même que des étoiles qui avaient éjecté leur nuage de gestation. Mais jusqu’à il y a quelques semaines, jamais nous n’avions été en mesure de détecter une étoile naissante.

Cette découverte exceptionnelle a été rendue possible grâce au nouveau radiotélescope érigé sur le plateau d’Atacama au Chili, baptisé ALMA de l’anglais Atacama Large Millimetre Array. Il s’agit en fait d’une batterie d’antennes de précision qui fonctionnent à l’unisson pour produire des images de grande qualité. À l’échelle des ondes millimétriques, l’atmosphère terrestre devient toutefois un obstacle en raison surtout de la vapeur d’eau en suspension, d’où le choix de construire ce télescope sur un haut plateau désertique.

L’ALMA a ainsi détecté des jets de monoxyde de carbone expulsés à des vitesses comprises entre 1 et 2 millions de kilomètres à l’heure, de même que des tourbillons de matière bombardés par le rayonnement émis par la nouvelle étoile. Cette naissance s’est produite dans la constellation des Voiles, à quelque 1400 années-lumière de la Terre (une année-lumière équivaut à la distance que parcourt la lumière en une année, soit un peu moins de 10 000 000 000 000 kilomètres). Les Voiles sont l’une des constellations qui résultent du fractionnement de la superconstellation du navire Argo, du nom du bâtiment emprunté par Jason et les Argonautes.

Comme plusieurs nouveaux instruments astronomiques de première importance, l’ALMA est exploité par un consortium international dont le Canada fait partie. Jusqu’à présent, le Canada a fourni du personnel technique et de gestion ainsi que des composantes électroniques de pointe pour le radiotélescope et d’autres équipements.

Ken Tapping est astronome à l’Observatoire de radio-astrophysique du Conseil national de recherches du Canada, à Penticton (C.-B.) V2A 6J9.

Tél. : 250-497-2300
Téléc. : 250-497-2355
Courriel : ken.tapping@nrc-cnrc.gc.ca

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