Crédit d'image: Hubble
De nouvelles recherches de l'Observatoire national d'astronomie optique peuvent aider à expliquer la formation et la forme de nombreuses nébuleuses planétaires. Les astronomes croient que les nébuleuses planétaires sont causées lorsque des étoiles naines blanches se détachent de leurs couches externes, mais ils ne pouvaient pas expliquer comment les nébuleuses pouvaient former des jets de matière ou des lobes et des saillies inhabituels. Une deuxième étoile en orbite autour de la naine blanche mourante pourrait fouetter les couches extérieures dans les formes étranges que les astronomes voient.
Vers la fin de sa vie, une étoile comme le Soleil éjecte ses couches externes dans l'espace, produisant un nuage brumeux de matière appelé nébuleuse planétaire. Les formes complexes et les couleurs éblouissantes des nébuleuses planétaires en font certains des objets les plus populaires du ciel nocturne, tant pour l'observation amateur que pour l'étude scientifique.
De nouvelles recherches suggèrent que de nombreux sinon la plupart des cadavres stellaires au centre de ces objets cosmiques extrêmement variés ont des étoiles compagnes, une découverte surprenante qui influencera la façon dont les astronomes expliquent leurs origines.
Les astronomes ont utilisé le télescope Wisconsin-Indiana-Yale-NOAO de 3,5 mètres à l'Observatoire national Kitt Peak de la National Science Foundation pour prendre des mesures de vitesse radiale de 11 étoiles centrales de nébuleuses planétaires (PNe), à la recherche de l'oscillation révélatrice et répétable qui indique la présence de l'influence gravitationnelle d'un compagnon. Cette technique est également utilisée pour rechercher des planètes extrasolaires autour des étoiles proches. Dix des 11 étoiles centrales du PNe dans la récente étude ont montré des preuves claires d'oscillations de vitesse radiale.
"Si nos résultats actuels sont confirmés par d'autres observations, nous pourrions être au début d'une révolution dans l'étude de l'origine des nébuleuses planétaires" dit Howard Bond du Space Telescope Science Institute à Baltimore, le chercheur principal des résultats présentés aujourd'hui à Atlanta lors de la 203e réunion de l'American Astronomical Society. "Si ces nébuleuses proviennent d'étoiles binaires, cela implique une origine très différente pour ces systèmes que ce que la plupart des astronomes pensaient."
On pourrait s'attendre à ce que les nébuleuses éjectées des étoiles sphériques soient sphériques, mais de nombreuses années d'observations au télescope montrent que ce n'est pas le cas. En fait, la plupart des PNe sont soit elliptiques soit à lobes prononcés, souvent accompagnés de structures en forme de jet.
Il est généralement admis que pour éjecter du gaz avec ces morphologies observées, les étoiles uniques devraient tourner assez rapidement ou avoir des champs magnétiques assez forts, qui sont eux-mêmes le produit de la rotation stellaire. Cependant, les étoiles qui éjectent le plus souvent le PNe sont de grandes géantes gonflées, indisposées à une rotation rapide.
«Le moyen le plus direct de faire tourner ces vastes étoiles duveteuses est l'action d'un compagnon en orbite. Dans les cas extrêmes, comme une étoile géante rouge augmente progressivement de taille, elle peut en fait avaler une étoile compagnon, qui descendrait ensuite en spirale à l'intérieur du géant et finirait par éjecter ses couches externes ,? explique Orsola De Marco, astronome à l'American Museum of Natural History (AMNH) à New York et auteur principal de la publication rapportant les premiers résultats de ce projet. Malgré cela, la vision astronomique dominante reste ancrée dans les théories de l'étoile unique pour l'évolution des nébuleuses planétaires, soutenues par le faible pourcentage d'étoiles centrales des nébuleuses planétaires qui étaient auparavant connues pour être des binaires. Cependant, nos nouvelles recherches menacent de renverser ce point de vue.?
Les astronomes croient actuellement que la majorité des étoiles - celles qui commencent avec pas plus de huit fois la masse de notre Soleil - finissent leur vie en éjectant une nébuleuse planétaire et en devenant une braise cosmique appelée naine blanche. Cependant, les nouveaux résultats du télescope WIYN suggèrent que l'histoire peut être plus compliquée, dans la mesure où une interaction avec une étoile compagnon peut être nécessaire pour produire la plupart des nébuleuses planétaires.
«Nous avons besoin de plus de données pour déterminer les périodes exactes des étoiles centrales binaires, car c'est le seul moyen d'être sûr de leur binarité et d'éliminer d'autres sources physiques possibles qui pourraient simuler l'oscillation stellaire». Dit De Marco. «Nous sommes raisonnablement sûrs que ces variations sont dues à la binarité, mais la détermination de leurs périodes précises est le seul moyen d'être sûr. Nous devons également augmenter la taille de notre échantillon.?
Parmi les objets observés dans cette étude initiale figurent Abell 78, NGC 6891, NGC 6210 et IC 4593. Les nouvelles mesures de vitesse radiale ont été prises par l'instrument spectrographique WIYN Hydra.
Une image précédemment publiée du télescope spatial Hubble NGC 6210 est disponible à l'adresse: http://hubblesite.org/newscenter/newsdesk/archive/releases/1998/36/image/a
Les co-auteurs de ce travail sont Dianne Harmer de l'Observatoire national d'astronomie optique (NOAO) à Tucson, AZ, et Andrew Fleming de l'Université technologique du Michigan à Houghton, MI, un étudiant NSF Research Experiences for Undergraduates (REU) à l'AMNH pendant l'été de 2003.
Ces résultats (résumé 127.03 dans le programme des réunions de l'AAS) seront discutés lors d'une session orale qui débutera à 10h00 le jeudi 8 janvier à Regency VI. Cette recherche a été acceptée pour publication dans le numéro du 1er février 2004 de Astrophysical Journal Letters.
Des images d'autres nébuleuses planétaires prises par les télescopes de Kitt Peak sont disponibles dans la galerie d'images de NOAO à l'adresse suivante:
http://www.noao.edu/image_gallery/planetary_nebulae.html
et
http://www.noao.edu/outreach/aop/observers/pn.html.
Le télescope Wisconsin-Indiana-Yale-NOAO (WIYN) de 3,5 mètres est situé à l'observatoire national de Kitt Peak, à 55 miles au sud-ouest de Tucson, AZ. L'observatoire national de Kitt Peak fait partie de l'Observatoire national d'astronomie optique, qui est géré par l'Association des universités pour la recherche en astronomie (AURA), Inc., dans le cadre d'un accord de coopération avec la National Science Foundation (NSF).
Source d'origine: communiqué de presse de NOAO
