Crédit d'image: Hubble
La plus récente image du télescope spatial Hubble révèle l'un des amas d'étoiles globulaires les plus proches, NGC 6397, situé à seulement 8200 années-lumière dans la constellation Ara. Les étoiles de cet amas sont emballées un million de fois plus densément que notre propre voisinage galactique; les collisions entre les étoiles se produisent tous les quelques millions d'années. Deux étoiles en collision peuvent fusionner pour devenir un «retardataire bleu»; une étoile chaude, jeune et brillante, très différente du reste des étoiles de l'amas.
Cette vue du télescope spatial Hubble du noyau de l'un des amas d'étoiles globulaires les plus proches, appelé NGC 6397, ressemble à un coffre au trésor de bijoux scintillants. L'amas est situé à 8 200 années-lumière dans la constellation d'Ara.
Ici, les étoiles sont pleines à craquer. La densité stellaire est environ un million de fois supérieure à celle du voisinage stellaire de notre Soleil. Les étoiles ne sont distantes que de quelques semaines-lumière, tandis que l'étoile la plus proche de notre Soleil est à plus de quatre années-lumière.
Les étoiles du NGC 6397 sont en mouvement constant, comme un essaim d'abeilles en colère. Les anciennes étoiles sont si encombrées que certaines d'entre elles entrent inévitablement en collision de temps en temps. Les quasi-accidents sont encore plus courants. Même ainsi, les collisions ne se produisent que tous les quelques millions d'années environ. Cela représente des milliers de collisions au cours de la durée de vie de 14 milliards d'années du cluster.
Ces images Hubble ont été prises pour un programme de recherche visant à étudier ce qui reste quand de telles collisions et quasi-accidents se produisent. Lorsque des collisions directes se produisent, les deux étoiles peuvent fusionner pour former une nouvelle étoile appelée «traînard bleu»; ces jeunes étoiles chaudes et brillantes se distinguent parmi les vieilles étoiles qui constituent la grande majorité des étoiles dans un amas globulaire. Plusieurs de ces étoiles bleues brillantes sont visibles près du centre de l'amas dans l'image Hubble Heritage.
Si deux étoiles se rapprochent suffisamment sans entrer en collision, elles peuvent se «capturer» et se lier gravitationnellement. Un type de binaire qui pourrait se former de cette façon est une «variable cataclysmique»? un appariement entre une étoile normale qui brûle de l'hydrogène et une étoile grillée appelée une naine blanche. Dans un système binaire, la naine blanche tirera le matériau de la surface de l'étoile normale. Ce matériau encercle la naine blanche dans un «disque d'accrétion» et finit par tomber dessus. Le résultat de ce processus d'accrétion est que les variables cataclysmiques sont, comme leur nom l'indique, de luminosité variable. La chaleur générée par le matériau d'accrétion génère également des quantités inhabituelles de lumière ultraviolette et bleue.
Pour rechercher des variables cataclysmiques, le programme consistait en une série de 55 images de l'amas prises sur une période d'environ 20 heures. La plupart des images ont été prises dans des filtres ultraviolets et bleus; quelques images ont également été prises aux longueurs d'onde vertes et infrarouges. En comparant la luminosité de toutes les étoiles dans toutes les images, les astronomes de Hubble ont pu identifier plusieurs étoiles variables cataclysmiques dans l'amas. La comparaison de leur luminosité dans les différents filtres a confirmé qu'ils émettaient de grandes quantités de lumière ultraviolette. Certaines de ces étoiles peuvent être vues dans l'image Hubble Heritage sous la forme d'étoiles bleues ou violettes pâles.
L'un des résultats les plus intrigants de cette étude était complètement inattendu. Trois faibles étoiles bleues peuvent être vues près du centre de l'amas? dans l'image Hubble Heritage, ils apparaissent turquoise. Ces trois étoiles ne varient pas du tout en luminosité, et n'étaient clairement pas des variables cataclysmiques. Ces étoiles peuvent être des naines blanches de très faible masse, formées dans les noyaux d'étoiles géantes dont l'évolution est en quelque sorte interrompue avant qu'une naine blanche à part entière n'ait le temps de se former.
Une telle interruption peut se produire à la suite d'une collision stellaire ou d'une interaction avec un compagnon binaire. Lorsqu'une étoile géante interagit avec une autre étoile, elle peut perdre ses couches externes prématurément, par rapport à son évolution normale, exposant son noyau bleu chaud. Le résultat final sera une naine blanche d'une masse plus petite que ce qui se serait autrement produit. En tout cas, ces étoiles inhabituelles sont encore plus de preuves que le centre d'un amas globulaire dense est un endroit périlleux pour résider.
Un grand nombre de naines blanches normales ont également été identifiées et étudiées. Ces étoiles apparaissent dans tout l'amas, car elles se forment à travers des processus d'évolution stellaire normaux et n'impliquent aucune interaction stellaire, qui se produit principalement près du centre de l'amas. Près de 100 de ces étoiles brûlées ont été identifiées sur ces images, dont les plus brillantes peuvent être vues ici comme de faibles étoiles bleues.
Cette image Hubble est une mosaïque de deux séries d'images prises à plusieurs années d'intervalle par la caméra planétaire à champ large 2. Données d'archives des équipes scientifiques dirigées par Jonathan Grindlay (Université Harvard) et Ivan King (Université de Californie, Berkeley), prises en 1997 et 1999, ont été combinées avec les données de Hubble Heritage prises en 2001. Adrienne Cool (Université d'État de San Francisco), qui faisait également partie des deux équipes de science des archives, a travaillé avec l'équipe de Hubble Heritage pour acquérir les nouvelles observations.
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
