Le premier cliché de James Webb en juillet dernier a marqué la science et les esprits. Mais le télescope de la NASA avait également capturé une image extrêmement rare d’un moment fugace de la vie d’une étoile. Le cliché, d’une extrême précision, vient d’être publié par la NASA. C’est l’une des premières fois qu’une image révèle le prélude de la phase finale de la vie d’une étoile — juste avant qu’elle ne devienne une supernova. Elle permettra d’approfondir notre compréhension quant à l’origine des éléments constitutifs de l’Univers.
Les étoiles massives en stade avancé d’évolution stellaire, perdant de la masse à un rythme très élevé, sont appelées étoiles Wolf-Rayet. C’est le prélude au célèbre acte final de ces étoiles massives : la supernova.
Avec des masses typiquement supérieures à 25 fois celle du Soleil, elles ont des durées de vie brèves et sont donc des objets assez rares. On en répertorie environ 220 dans notre galaxie, mais les astronomes estiment que la Voie lactée pourrait en contenir entre 1000 et 2000, la plupart étant cachées par la poussière stellaire.
C’est ainsi que le 14 mars dernier, les experts de la NASA ont dévoilé une nouvelle image époustouflante d’une étoile massive sur le point d’exploser, prise par le télescope spatial James Webb (JWST). Révélée lors d’un discours intitulé « Unfold The Universe » diffusé en direct sur la chaîne YouTube SXSW de South By Southwest à Austin, Texas, l’image dévoile une étoile Wolf-Rayet nommée WR 124, située à environ 15 000 années-lumière.
Un épisode furtif révélant de précieuses données sur l’Univers
L’image est d’une rare beauté et d’une précision stupéfiante. Un halo distinctif de gaz et de poussière encadre l’étoile et brille dans la lumière infrarouge détectée par Webb, affichant une structure noueuse et un historique d’éjections épisodiques, comme le précise le communiqué de la NASA.
Il faut savoir que les étoiles massives parcourent leurs cycles de vie, mais toutes ne passent pas par une brève phase Wolf-Rayet avant de devenir des supernova, ce qui rend les observations détaillées de Webb précieuses pour les astronomes.
Concrètement, les étoiles Wolf-Rayet sont en train de perdre leurs couches externes, ce qui produit leurs halos caractéristiques de gaz et de poussière. L’étoile WR 124 observée par James Webb a 30 fois la masse du Soleil et a perdu l’équivalent de 10 soleils de matière jusqu’à présent. Lorsque le gaz éjecté s’éloigne de l’étoile et se refroidit, de la poussière cosmique se forme et brille dans la lumière infrarouge détectable par Webb.
Bien qu’elles soient le théâtre d’une mort stellaire imminente, les astronomes se tournent vers les étoiles Wolf-Rayet pour mieux comprendre l’origine des éléments de notre univers. De la poussière cosmique se forme dans les nébuleuses turbulentes qui entourent ces étoiles, une poussière composée des éléments constitutifs lourds de l’Univers moderne, y compris la vie sur Terre.
Comme l’expliquent les experts de la NASA, l’origine de la poussière cosmique qui peut survivre à l’explosion d’une supernova et contribuer au « budget de poussière » global de l’univers est d’un grand intérêt pour les astronomes pour de multiples raisons. La poussière fait partie intégrante du fonctionnement de l’univers : elle abrite des étoiles en formation, se rassemble pour former des planètes et sert de base pour que les molécules se forment et s’agglutinent — y compris les éléments essentiels à l’émergence de la vie sur Terre.
Malgré les nombreux rôles essentiels que joue la poussière, une grande partie de cette dernière n’est pas explicable par les théories actuelles des scientifiques : « L’univers fonctionne avec un surplus de budget de poussière ».
James Webb repousse les limites de nos connaissances
Webb se révèle d’une efficacité certaine quant à l’étude de l’Univers et offre de nouvelles possibilités d’analyser les détails de la poussière cosmique. En effet, cette dernière est mieux observée dans les longueurs d’onde infrarouges.
Pour la nouvelle image publiée de l’étoile Wolf-Rayet, la caméra proche infrarouge de Webb (NIRCam) équilibre la luminosité du noyau stellaire de WR 124 et les détails sinueux dans le gaz environnant plus faible. De son côté, l’instrument à infrarouge moyen (MIRI) du télescope révèle la structure agglomérée de la nébuleuse de gaz et de poussière de la matière éjectée qui entoure « actuellement » l’étoile.
Avant la mise en fonctionnement de Webb, les astronomes n’avaient tout simplement pas suffisamment d’informations détaillées pour explorer les questions de la production de poussière dans des environnements comme WR 124, et savoir si les grains de poussière étaient suffisamment gros et abondants pour survivre à la supernova et contribuer significativement au bilan global de la poussière.
Des étoiles telles que WR 124 servent également d’analogue pour aider les scientifiques à comprendre une période cruciale de l’histoire primitive de l’univers. Des étoiles mourantes similaires ont d’abord ensemencé le jeune univers avec des éléments lourds forgés dans leurs noyaux — des éléments qui sont maintenant courants, y compris sur Terre.
L'année-lumière est une unité de longueur utilisée pour exprimer
des distances astronomiques. Elle est définie par l'Union
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