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Voici l’objet naturel le plus froid de l’Univers connu

Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); NASA/ESA Hubble; NRAO/AUI/NSF

À quelque 5 000 années-lumière de la Terre réside une mystérieuse nébuleuse où règnent quelques-unes des températures les plus froides de l’Univers connu, certaines atteignant les -272,15 °C. Selon une étude récente, la mort violente de deux étoiles serait à l’origine de ces températures proches du zéro absolu.

La nébuleuse du Boomerang est une protonébuleuse planétaire bien connue située à 5 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Centaure. La température de la nébuleuse est de 1 kelvin (soit −272 °C), ce qui fait d’elle l’objet naturel connu le plus froid de l’Univers. Les chercheurs sont longtemps restés perplexes quant à l’étonnante fraîcheur de cette apparente banale concentration de gaz. De nouvelles observations effectuées avec ALMA permettent aujourd’hui de comprendre l’origine de ces températures extrêmes.

La nébuleuse est en phase de transition avec la fin de vie d’une géante rouge, toujours au centre, en train d’expulser son enveloppe pour former ce qui sera dans le futur une nébuleuse planétaire. Notre propre Soleil devrait suivre ce processus au cours des prochains milliards d’années. Celui-ci manquera de carburant (l’hydrogène), il enflera au point de se transformer lui aussi en géante rouge, endurera la phase protoplanétaire intermédiaire pendant plus de 10 000 ans puis commencera à renverser ses couches extérieures qui formeront plus tard une nébuleuse planétaire.

Mais alors, pourquoi la nébuleuse du Boomerang est-elle aussi froide ? L’étude publiée dans The Astrophysical Journal qui s’appuie sur les données récoltées par l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), au Chili, souligne la vitesse d’expansion exceptionnelle du gaz ionisé. C’est environ dix fois plus rapide que ce qu’une étoile de ce type est capable de produire normalement (environ 150 kilomètres par seconde pour cette nébuleuse). Pour les chercheurs, une telle vitesse d’expansion ne peut s’expliquer que par l’utilisation d’énergie gravitationnelle via l’interaction de deux étoiles. Une petite étoile aurait ainsi pénétré à l’intérieur de la géante rouge et produit une violente éjection de matière.

« Les propriétés extrêmes du Boomerang remettent en question les idées classiques sur ces interactions et nous fournissent une opportunité exceptionnelle de pouvoir tester la physique des systèmes binaires qui contiennent une étoile géante », explique l’astronome Wouter Vlemmings qui a participé à l’étude. L’objet naturel le plus froid de l’Univers connu ne le restera cependant plus très longtemps. L’équipe a en effet constaté que la nébuleuse commençait maintenant à se réchauffer. Nous l’observons donc actuellement à une période très particulière de sa « vie ». Il est possible que ces « congélateurs » cosmiques soient assez communs dans l’Univers, mais ils ne peuvent maintenir ces températures extrêmes que sur un laps de temps relativement court.

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