Médaille d’or pour US 708. L’étoile la plus rapide de la Galaxie.

Elle s’appelle US 708. Non, ce n’est pas une nouvelle autoroute américaine, comme son nom pourrait nous le faire croire. Il s’agirait plutôt d’une formule 1 de l’espace. Aux jeux galactiques, elle aurait la médaille d’or. En effet, US 708 est le nom de l’étoile la plus rapide de notre Galaxie. Ce bolide file à 998 km par seconde. Oui, par seconde ! A cette vitesse, rien ne peut la retenir, pas même l’attraction gravitationnelle de la Galaxie tout entière. Cette étoile finira par disparaître dans l’espace intergalactique.

Aujourd’hui, cette étoile se trouve déjà très loin de nous, un peu trop loin pour être mesuré directement avec le satellite GAIA par le principe de la parallaxe. On estime sa distance à plus de 27 000 années-lumière, c’est-à-dire 3 fois plus loin que Rho Cassiopée, l’étoile la plus lointaine visible à l’œil nu.

Vue de notre Galaxie par la tranche. Le point jaune représente notre Soleil à l’intérieur de notre Galaxie, et le point bleu l’étoile US 708, qui déjà s’échappe de la Galaxie. Simulation via le logiciel Celestia @ F. de Oliveira.

Vue par-dessus de notre Galaxie. Le point jaune représente notre Soleil et le point bleu l’étoile US 708. La zone en rouge est la position d’origine de l’étoile dans le plan galactique. A droite de notre Galaxie, le grand et le petit nuage de Magellan. Simulation via le logiciel Celestia @ F. de Oliveira.

L’étoile US 708 est donc totalement invisible à l’œil nu, sa magnitude apparente est de +18,7. C’est 30 millions de fois moins lumineux que l’étoile Véga. Il faudrait un télescope de 8 mètres pour la voir ! Cependant, il est possible de la photographier avec un télescope de 200 mm et un long temps de pose. En effet, dans un bon ciel et avec ce télescope il est possible de photographier des étoiles de magnitude +19 en 10 minutes d’exposition. Avis aux amateurs ! Une photo de cette étoile nous montre que c’est une très jolie étoile bleue perdue au milieu d’un champ de galaxies lointaines. C’est sa couleur bleue qui a attiré l’attention, d’où son nom de US 708, pour Ultra violet excess Starlike 708 (étoile avec un excès en ultra-violet).

L’étoile US 708 est un tout petit point bleu perdu au milieu d’un champ de galaxies lointaines. L’étoile est de magnitude +18,7, positionnée aux coordonnées : AD=9h33’21’’, DEC=+44°17’6’’. Elle est située à 10’ d’arc de l’étoile de 8e magnitude HIP 46820 (Hipparcos Star Catalogue).  Photo de @ https://www.google.com/sky/

Elle est située dans la constellation de la Grande Ourse, en bas à droite de la casserole. Le meilleur moment pour la photographier est en février, quand elle est au plus haut dans le ciel, quasiment au zénith en plein milieu de nuit.

Position de l’étoile US 708 dans la constellation de la Grande Ourse. Image simulée avec le logiciel Stellarium. @F. de Oliveira

Cette étoile est très bizarre. C’est une étoile naine, d’un tiers de la masse du Soleil. En surface, elle est constituée d’hélium, quasiment pur, chauffé à plus de 47 000 degrés. Des étoiles naines il y en a beaucoup dans notre Galaxie, on pense que 85% des étoiles sont des étoiles de masse inférieure à 0,4 fois la masse du Soleil. L’étoile US 708 ne fait donc pas figure d’exception. Dans le cœur de ces étoiles naines, l’hydrogène est transformé en hélium par réaction de fusion nucléaire. L’hélium ainsi produit au cœur de l’étoile, chaud, est transporté par convection thermique jusqu’à la surface de l’étoile. Ces étoiles finissent donc par être constituée entièrement d’hélium, y compris en surface. On pourrait donc penser que US 708 est une de ces étoiles classiques. Deux choses ne collent pas. D’une part la température, l’étoile US 708 est bien trop chaude. Elle devrait être rouge à 3 000 degrés, et non bleue à 47 000 degrés. D’autre part, la fusion nucléaire est si lente dans ces étoiles naines que cela prend des centaines de milliards d’années pour transformer tout l’hydrogène en hélium, c’est-à-dire une période de temps bien plus grande que l’âge de l’Univers.

Les modèles astrophysiques montrent que plus l’étoile est massive et plus cette transformation de l’hydrogène en hélium est rapide. Cela peut donc se passer en quelques millions ou milliards d’années si l’étoile est suffisamment massive. L’étoile US 708 est donc forcément le reste d’une étoile plus massive, qui a transformé son hydrogène initial en hélium, et dont une partie de la masse a été éjectée pour ne laisser que le cœur de l’étoile initiale, une étoile naine, dense, riche en hélium et très chaude comme observée. Ce scénario astrophysique est assez classique.

Vous vous demandez sûrement comment une étoile de cette masse a-t-elle pu être accélérée jusqu’à la vitesse folle d’un millième de la vitesse de la lumière ? Les chercheurs également ! Le scénario proposé est le suivant. Au départ il y avait deux étoiles massives tournant rapidement l’une autour de l’autre. L’étoile la plus massive s’est transformée en étoile naine après avoir expulsée son enveloppe. L’autre étoile a aussi perdu son enveloppe d’hydrogène, ne laissant que le cœur chaud d’hélium. Le gaz expulsé a été en partie absorbé par l’étoile naine compagnon, ce qui l’a rendue plus massive, ce qui a provoqué régulièrement des « mini » explosions appelées novae, jusqu’à ce que la masse totale de l’étoile dépasse la masse critique, dite « masse de Chandrasekhar », de 1,4 fois la masse du soleil, limite théorique de stabilité de ces étoiles, ce qui l’a fait exploser totalement.  C’est ce qu’on appelle une explosion « supernova de type Ia », une « supernova thermonucléaire ».

Imaginez un couple de deux patineurs se tenant par la main et tournant rapidement l’un autour de l’autre, et d’un coup, l’un des patineurs disparait. Le second patineur est donc lâché, expulsé à grande vitesse vers l’extérieur, comme par une fronde. C’est ce qui s’est passé pour cette étoile US 708. Son étoile compagne a soudainement explosé, disparu en un nuage de gaz, et l’étoile US 708 s’est trouvée éjectée à grande vitesse. La vitesse mesurée aujourd’hui étant très grande, la vitesse de rotation des étoiles était très élevée, le couple d’étoiles était donc très proche l’une de l’autre, à seulement 0,2 fois le rayon solaire. L’explosion s’est passée il y a 17 millions d’années. C’est dingue ce qu’on peut comprendre d’un tout petit point bleu perdu dans le ciel !

 

Références :

  1. GEIER, S., FÜRST, F., ZIEGERER, E., et al. The fastest unbound star in our Galaxy ejected by a thermonuclear supernova. Science, 2015, vol. 347, no 6226, p. 1126-1128.  Article
  2. Simbad
  3. Google
  4. Wiki
  5. Universguide

 

 

 

M 5 – amas globulaire

Cet amas globulaire, situé dans la constellation du Verseau, et référencé également par le matricule NGC 5904, a été découvert par Gottfried Kirch en 1702, puis indépendamment par Charles Messier en 1764 et enfin résolu pour la première fois en étoiles par William Herschel en 1791.

Avec un diamètre estimé à 165 années-lumière, il s’agit de l’un des plus gros amas globulaire du ciel. Il est distant d’environ 25 000 années-lumière et comporterait environ 100 000 étoiles (dont une centaine de céphéides). Son âge est estimé à 13 milliard d’années.

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M 2 – amas globulaire

Cet amas globulaire, situé dans la constellation du Verseau, et référencé également par le matricule NGC7293, a été découvert par l’astronome franco-italien Giovanni Domenico Maraldi en 1746, puis redécouvert par Charles Messier en 1760 qui l’a considéré comme une nébuleuse sans étoile associée. William Herschel est le premier à l’avoir résolu en étoiles en 1783.

Il comporte environ 150 000 étoiles concentrées dans un volume de 175 années-lumière de diamètre, ce qui en fait l’un des plus gros amas globulaire connu et également l’un des plus denses. Son âge est estimé à 13 milliards d’années et il est distant de 155 000 années-lumière.

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Guide pour l’astronome débutant

et miniatlas du ciel normand débutant

Ce document est pour le débutant en astronomie (pas forcément normand on vous rassure) qui souhaite bien commencer la pratique de l’astronomie. Après quelques conseils et recommandations notamment sur le choix de son instrument, de ses accessoires, sur comment préparer ses soirées et plus généralement comment bien débuter, ce document fournit un mini-atlas du ciel. Sur les cinq cartes proposées un petit nombre d’objets du ciel profond, incontournables et (relativement) faciles à pointer manuellement sont proposés. Chaque carte est accompagnée d’un descriptif.

Les objets proposés sont accessibles même à de petits instruments. Certains le sont même avec de simples jumelles. Le but est que vous parveniez sans aide à pointer les objets proposés et que votre instrument ne vous serve pas qu’à observer la Lune.

Guide pour l’astronome débutant (pdf)

Pour aller plus loin vous pourrez consulter le Mini-atlas du ciel normand.

Mini atlas du ciel normand (v2)

et pointage manuel d’objets célestes

carte 01a - Orion_c3Voici la v2 du mini atlas du ciel normand.

Beaucoup d’objets peuvent être trouvés assez facilement à l’aide d’une carte et il est assez gratifiant d’y parvenir.

Pour vous y aider, voici un mini atlas que j’ai réalisé pour l’astroclub. Ce document comporte 14 cartes à emmener sur le terrain, conçues pour rester lisibles sous une lampe rouge. Elles montrent les objets les plus accessibles, en figurant pour certains des alignements pour faciliter le pointage.

Un descriptif des objets les plus remarquables, classés par niveau de difficulté, accompagne chaque carte. Parmi ces objets incontournables, certains sont observables avec de simples jumelles. Pour les autres un télescope ou lunette, muni d’un pointeur rouge bien réglé, sera nécessaire. Le diamètre minimal pour observer l’objet dans de bonnes conditions est précisé.

Par rapport à la première version (toujours disponible ici):

  • plus de cartes (9 à 14) pour mieux couvrir le ciel;
  • un peu plus d’objets du ciel profond apparaissent;
  • l’écliptique est dessinée;
  • un tableau sur deux pages indique la visibilité des constellations mois par mois;
  • un glossaire en fin de document recense les objets présents sur les cartes et indique la magnitude et taille apparente.

Mini atlas du ciel normand (v2) (pdf)

Mini atlas du Ciel normand

Guide d’observation – pointage manuel d’objets célestes

carte 01a - Orion_c3Beaucoup d’objets peuvent être trouvés assez facilement à l’aide d’une carte et il est assez gratifiant d’y parvenir.

Pour vous y aider, voici un guide d’observation/mini atlas que j’ai rédigé pour l’astroclub. Ce document comporte 9 cartes à emmener sur le terrain, conçues pour rester lisibles sous une lampe rouge. Elles montrent les objets les plus accessibles, en figurant pour certains des alignements pour faciliter le pointage.

Un descriptif des objets les plus remarquables, classés par niveau de difficulté, accompagne chaque carte. Parmi ces objets incontournables, certains sont observables avec de simples jumelles. Pour les autres un télescope ou lunette, muni d’un pointeur rouge bien réglé, sera nécessaire. Le diamètre minimal pour observer l’objet dans de bonnes conditions est précisé.

PointageManuel_guideCartes.pdf