Une équipe internationale de chercheurs dirigée par l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) a fait une percée significative dans la compréhension des supergéantes bleues, ces étoiles éblouissantes et chaudes qui ont longtemps intrigué les astronomes.
De véritables phares cosmiques
Les supergéantes bleues sont des étoiles massives et extrêmement lumineuses. Elles se distinguent par leur couleur bleue caractéristique qui indique une température de surface très élevée. Ces étoiles sont souvent plusieurs dizaines de fois plus massives que notre Soleil et peuvent être jusqu’à dix mille fois plus lumineuses.
Les supergéantes bleues de type B sont dans une phase avancée de leur évolution stellaire. Elles brûlent rapidement leur carburant nucléaire et ont une durée de vie relativement courte à l’échelle astronomique, de l’ordre de quelques millions à quelques dizaines de millions d’années. Elles se forment généralement dans des régions stellaires très denses et volumineuses où les conditions sont favorables à la naissance d’étoiles massives et lumineuses.
Ces étoiles jouent un rôle crucial dans l’évolution des galaxies en contribuant à la production d’éléments plus lourds de par leur activité de fusion nucléaire. Elles influencent en outre la dynamique des régions de formation stellaire ainsi que des nébuleuses où elles sont nées.
Par ailleurs, ces supergéantes posent depuis longtemps un défi à la théorie stellaire conventionnelle. En effet, alors qu’elles devraient être rares selon les modèles classiques, elles sont en fait assez courantes dans notre univers observable. Comment l’expliquer ?
Fusion stellaire : origine des supergéantes bleues
La clé de cette énigme réside dans le fait que la plupart des supergéantes bleues sont observées comme étant des étoiles uniques, sans compagnon stellaire détectable. Or, la plupart des étoiles massives naissent dans des systèmes binaires avec des compagnons. La solution à ce paradoxe réside apparemment dans le phénomène de fusion stellaire.
En simulant des modèles stellaires détaillés et en analysant un échantillon de 59 supergéantes bleues de type B dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie lactée, des chercheurs ont récemment confirmé que la fusion de deux étoiles dans un système binaire pourrait être à l’origine de ces étoiles spectaculaires.
Athira Menon, principale auteure de l’étude, explique :
« Nous avons simulé la fusion d’étoiles géantes évoluées avec leur compagne stellaire plus petite sur un large éventail de paramètres en tenant compte de l’interaction et du mélange des deux étoiles lors de la fusion. Les étoiles nouvellement nées vivent comme des supergéantes bleues tout au long de la deuxième phase la plus longue de la vie d’une étoile, lorsqu’elle brûle de l’hélium en son cœur. »
Cette découverte révolutionnaire explique pourquoi les supergéantes bleues se trouvent dans ce que l’on appelle « l’écart évolutif » de la physique stellaire classique, une phase de leur évolution où l’on ne s’attendrait pas à trouver des étoiles.
De plus, les résultats de l’étude suggèrent que les étoiles nées de telles fusions reproduisent mieux les propriétés observées des supergéantes bleues que les modèles stellaires conventionnels. Cette constatation suggère que les fusions stellaires pourraient être le principal mécanisme de formation de ces étoiles énigmatiques.
Cette avancée dans notre compréhension des supergéantes bleues offre un nouvel éclairage sur la morphologie des galaxies et de leur population stellaire. Les prochaines étapes de la recherche viseront à explorer comment ces objets évoluent et contribuent au paysage cosmique, notamment en ce qui concerne la formation des trous noirs et des étoiles à neutrons.
Les détails de l’étude sont publiés dans The Astrophysical Journal Letters.
