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Un phénomène extraordinaire dans l’espace capturé par une nouvelle image envoûtante : ScienceAlert

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L’Univers, vraiment, regorge de merveilles, et le télescope spatial James Webb vient de nous donner nos meilleures vues de l’une d’entre elles à ce jour.

L’objet en question est une étoile à environ 5 600 années-lumière, et l’œil infrarouge de Webb a repéré un détail extraordinaire : il est entouré de ce qui semble être des anneaux concentriques de lumière rayonnant vers l’extérieur.

Alors que la caractéristique de Webb pointes de diffraction ne sont pas “réels”, ces anneaux concentriques le sont – et il y a une explication merveilleuse et fascinante pour eux.

L’étoile est en fait une paire binaire d’étoiles rares dans la constellation du Cygne, et leurs interactions produisent des éruptions périodiques précises de poussière qui se répandent en coquilles dans l’espace autour de la paire au fil du temps.

Ces coquilles de poussière brillent dans l’infrarouge, ce qui a permis à un instrument aussi sensible que celui de Webb MIRI pour les résoudre dans les moindres détails.

L’image complète telle que traitée par Judy Schmidt. (JWST/MIRI/Judy Schmidt)

L’étoile est ce qu’on appelle un binaire de vent en collision, composé d’un extrêmement rare Loup-Rayet star, appelée WR 140, et un chaud, massif étoile de type O compagnon – un autre objet rare.

Les étoiles Wolf-Rayet sont très chaudes, très lumineuses et très anciennes ; à la fin de leur durée de vie de séquence principale. Ils sont considérablement appauvris en hydrogène, riches en azote ou en carbone et perdent de la masse à un rythme très élevé.

Les étoiles de type O sont parmi les étoiles les plus massives connues, également très chaudes et brillantes ; parce qu’ils sont si massifs, leur durée de vie est incroyablement courte.

Les deux étoiles du système WR 140 ont rapidement vents stellaires, soufflant dans l’espace à environ 3 000 kilomètres (1 864 miles) par seconde. Les deux perdent donc de la masse à un rythme assez effréné. Jusqu’ici tout va bien, pour les deux stars.

Là où ça devient intéressant, c’est leur orbite, qui est elliptique. Cela signifie que les étoiles ne décrivent pas de jolis cercles nets les unes autour des autres, mais des ovales, avec un point où elles sont les plus éloignées les unes des autres (apastron) et un point où elles sont les plus proches les unes des autres (périastre).

Lorsque les deux étoiles entrent dans le périastre – une distance environ un tiers supérieure à la distance entre la Terre et le Soleil – elles deviennent suffisamment proches pour que leurs vents puissants entrent en collision.

Cela produit des chocs dans la matière autour des étoiles, accélérant les particules et générant des rayonnements énergétiques, tels que les rayons X. Ces vents en collision induisent également des épisodes de formation de poussière lorsque le matériau du vent stellaire en collision se refroidit.

Ce processus peut être vu dans l’animation ci-dessous, qui montre à quoi ressemblerait le système de haut en bas.

une animation de l'orbite du binaire wr 140
Animation montrant comment le binaire WR 140 produit de la poussière au périastre. (NASA, ESA, Joseph Olmsted/STScI)

La poussière est une forme de carbone qui absorbe la lumière ultraviolette des deux étoiles. Cela chauffe la poussière, l’amenant à réémettre un rayonnement thermique – ce qui est observé par Webb dans les longueurs d’onde infrarouges.

La poussière est ensuite soufflée vers l’extérieur par le vent stellaire, ce qui entraîne l’expansion des coquilles de poussière partielles. Ils se dilatent et se refroidissent lorsqu’ils sont soufflés vers l’extérieur, perdant de la chaleur et de la densité.

Ce que vous voyez dans l’image de Webb ressemble un peu à une série de bulles ; le bord de chaque coque anti-poussière est plus visible car vous regardez une concentration plus dense de matériau en raison de la perspective.

Parce que l’orbite de l’étoile binaire a une période de 7,94 ans, la collision du vent et la production de poussière se produisent comme sur des roulettes tous les 7,94 ans. Cela signifie que vous pouvez compter les anneaux de la nébuleuse autour du binaire, comme les cernes des arbres, pour déterminer l’âge de la coquille de poussière visible la plus externe.

Environ 20 anneaux sont visibles, ce qui signifie que vous pouvez voir environ 160 ans de coquilles de poussière dans l’image Webb. Le périastre WR 140 le plus récent a été observé en 2016.

L’observation de WR 140 par Webb a été demandée par une équipe dirigée par l’astrophysicien Ryan Lau de l’Institut des sciences spatiales et astronautiques de l’Agence japonaise d’exploration aérospatiale.

Ils sont préparer un article sur les observationsil est donc possible que nous soyons sur le point de découvrir quelque chose de nouveau sur cette star fascinante et folle.

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