Anthony Moffat trouve une explication au rayonnement chaotique de l'étoile Êta Carinae
Êta Carinae, vous connaissez? Il s'agit de l'un des astres les plus massifs de la Voie lactée faisant partie de la constellation de la Carène, visible de l'hémisphère Sud. Cette étoile intéresse les astrophysiciens non seulement en raison de sa taille, mais surtout parce qu'elle est très instable et serait sur le point d'exploser en supernova.
«Êta Carinae est en fait une étoile double, précise Anthony Moffat, professeur émérite du Département de physique. La plus volumineuse des deux dépasse de 100 fois la masse du Soleil. En 1841, elle a connu une gigantesque éruption qui en a fait, pendant 10 ans, la plus brillante étoile après Sirius. C'est l'un des objets les plus exotiques de la Galaxie à cause de sa structure et de son comportement chaotique.»
Des grumeaux dans le vent
Anthony Moffat s'est intéressé à la variation des émissions de rayons X de cette étoile. Ces émissions augmentent graduellement pour atteindre, tous les cinq ans et demi, un pic suivi d'une diminution brusque. «Les rayons X sont principalement engendrés par la collision des vents stellaires des deux astres, qui mettent cinq ans et demi à effectuer une orbite extrêmement elliptique, explique le professeur. Lorsque les deux étoiles arrivent au point le plus rapproché de leur orbite, la collision des vents devient de plus en plus forte et il y a augmentation des rayons X jusqu'à ce que la plus grosse des deux étoiles crée une éclipse en passant devant cette zone de collision.»
Alors que la courbe ascendante des rayons X devrait être plutôt lisse, de mystérieuses pointes irrégulières sur cette courbe intriguent les astrophysiciens. Avec son collègue Mike Corcoran, astrophysicien à la NASA, Anthony Moffat a analysé les données de ce rayonnement recueillies pendant 13 ans par deux satellites de la NASA, soit RXTE et Chandra.
Trois hypothèses ont été avancées pour expliquer ces irrégularités sur la courbe. Certains ont soutenu qu'elles étaient dues à de l'instabilité dans la zone de collision des vents, mais, selon le professeur, cela ne tient pas parce que les variations ne sont pas ondulatoires; ce sont plutôt des éclairs qui apparaissent et cessent brusquement. Une autre hypothèse voulait que des arcs de matière provenant de l'étoile heurtent la zone de collision, mais cela ne correspond pas non plus à ce qui est observé.
Finalement, on a postulé la présence de zones plus denses dans les vents solaires. «Nos travaux vont dans le sens de cette hypothèse, affirme Anthony Moffat. Les pointes sont causées par des vents qui contiennent des grumeaux, parfois de taille extrême; la collision de ces grumeaux de plasma composé d'ions et d'électrons entraine une pression plus forte, d'où une hausse de température et de gaz plus énergétiques qui émettent davantage de rayons X.»
L'observation de cette étoile par l'équipe du professeur Moffat a par ailleurs révélé une autre irrégularité; la dernière éclipse, enregistrée en janvier et février 2009, a duré environ 30 jours de moins que celles de 2003 et de 1998. «Cela pourrait résulter de son instabilité et signifie sans doute qu'Êta Carinae a diminué de taille», avance le professeur.
Supernova en vue
Quant à l'explosion d'Êta Carinae en supernova, certains sont d'avis qu'elle pourrait avoir lieu dans quelques décennies à peine. «Ce qu'on remarque relativement à cette étoile présente des similitudes avec une autre étoile qui a donné une supernova dans une autre galaxie il y a deux ans», indique Anthony Moffat.
Mais, contrairement à la plupart des supernovas connues, Êta Carinae est située dans notre galaxie, où de telles explosions ne sont relevées qu'une à trois fois par siècle; la dernière remonte à 1604! La candidate fait donc l'objet d'intenses observations.
«L'explosion d'Êta Carinae devrait s'accompagner d'une luminosité se situant entre celle de Vénus à son maximum et celle de la pleine lune, estime le chercheur. Le pic de son intensité devrait durer environ un mois.»
Un tel phénomène présente-t-il un danger pour la Terre? «L'émission de rayons gamma pourrait être problématique pour la biosphère, mais le risque est faible. D'autres étoiles plus proches, comme la supergéante rouge de la constellation d'Orion, sont potentiellement plus menaçantes, mais leur explosion ne semble pas devoir se produire avant au moins un millier d'années.»
Si Êta Carinae doit exploser dans les décennies à venir, cela signifie que l'explosion est survenue il y a déjà 7000 ans puisque c'est le temps que prend sa lumière pour nous parvenir.
Les travaux d'Anthony Moffat et de Mike Corcoran doivent être publiés dans un prochain numéro de la revue américaine Astrophysical Journal, l'une des revues les plus importantes dans le domaine.
Daniel Baril
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