{"id":119232,"date":"2013-05-28T15:12:59","date_gmt":"2013-05-28T18:12:59","guid":{"rendered":"http:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/?p=119232"},"modified":"2013-06-03T13:20:36","modified_gmt":"2013-06-03T16:20:36","slug":"plus-quune-eclipse","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/revistapesquisa.fapesp.br\/fr\/plus-quune-eclipse\/","title":{"rendered":"Plus qu\u2019une \u00e9clipse"},"content":{"rendered":"

Publi\u00e9 en janvier 2012<\/em><\/p>\n

\"L\u2019\u00e9toile

NASA, ESA, N. Smith, The Hubble Heritage Team<\/span>L\u2019\u00e9toile Eta Carinae (dans le carr\u00e9 en pointill\u00e9) est \u00e0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0\u00a0 7 500 ann\u00e9eslumi\u00e8re de la Terre, dans la n\u00e9buleuse de la Car\u00e8neNASA, ESA, N. Smith, The Hubble Heritage Team<\/span><\/p><\/div>\n

La nature de la perte brutale et p\u00e9riodique de luminosit\u00e9 de l\u2019\u00e9nigmatique \u00e9toile g\u00e9ante Eta Carinae, dont certains du spectre \u00e9lectromagn\u00e9tique, et en particulier des rayons X, cessent de briller pendant environ 90 jours tous les cinq ans et demi, a peut-\u00eatre \u00e9t\u00e9 finalement d\u00e9voil\u00e9e par une \u00e9quipe internationale d\u2019astrophysiciens dirig\u00e9e par des Br\u00e9siliens. Tous deux de l\u2019Universit\u00e9 de S\u00e3o Paulo (USP), le chercheur Augusto Damineli et le postdocteur Mairan Teodoro ont analys\u00e9 des donn\u00e9es enregistr\u00e9es par cinq t\u00e9lescopes terrestres situ\u00e9s en Am\u00e9rique du sud pendant la derni\u00e8re perte de luminosit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile, de janvier \u00e0 mars 2009. Ils ont d\u00e9couvert que cet \u00e9v\u00e9nement litt\u00e9ralement obscur cache en fait deux ph\u00e9nom\u00e8nes \u00e0 la fois distincts et entrelac\u00e9s, et pas seulement un comme le pensaient la plupart des astrophysiciens.<\/p>\n

Premi\u00e8rement, il y a une sorte d\u2019\u00e9clipse des \u00e9missions de rayons X de ce syst\u00e8me qui est finalement binaire, compos\u00e9 de deux \u00e9toiles tr\u00e8s grandes : l\u2019Eta Carinae A et l\u2019Eta Carinae B. L\u2019Eta Carinae A est la principale et la plus grande, avec pr\u00e8s de 90 masses solaires, tandis que l\u2019Eta Carinae B est l\u2019\u00e9toile secondaire, d\u2019une trentaine de masses solaires et dix fois moins brillante. Le blocage de l\u2019\u00e9mission est provoqu\u00e9 par le passage de la plus grande \u00e9toile devant le champ de vision d\u2019un observateur situ\u00e9 sur terre. D\u00e9j\u00e0 relativement bien connu et \u00e9tudi\u00e9, ce ph\u00e9nom\u00e8ne dure environ 1 mois. Pas plus. D\u00e8s lors, comment expliquer les 60 autres jours sans luminosit\u00e9 ? D\u2019apr\u00e8s Damineli et Teodoro, la r\u00e9ponse r\u00e9side dans l\u2019existence d\u2019un deuxi\u00e8me m\u00e9canisme qui prolonge la perte de luminosit\u00e9 des rayons X du syst\u00e8me Eta Carinae.<\/p>\n

D\u00e8s que s\u2019ach\u00e8ve l\u2019\u00e9clipse, les deux \u00e9toiles se dirigent vers le p\u00e9riastre, le point le plus proche entre leurs orbites, de l\u2019ordre de 230 millions de kilom\u00e8tres. Les vents stellaires de l\u2019Eta Carinae A sont un jet de particules qui s\u2019\u00e9chappe en permanence de la surface et vont dominer le syst\u00e8me binaire, emprisonnent les vents stellaires de l\u2019Eta Carinae B et les renvoient contre sa surface. \u00c0 ce moment, il se produit ce que les astrophysiciens appellent la crise de la zone de collision des vents des deux \u00e9toiles, qui \u00e9tait jusqu\u2019\u00e0 pr\u00e9sent en \u00e9quilibre.<\/p>\n

En termes d\u2019\u00e9mission de lumi\u00e8re, les cons\u00e9quences de la collision des vents sont au nombre de deux \u2013 une proposition th\u00e9orique jamais encore observ\u00e9e : allonger la dur\u00e9e, parfois pour plus de 2 mois, de la perte de luminosit\u00e9 du flux du rayonnement X et, c\u2019est la grande nouveaut\u00e9, promouvoir une \u00e9mission dans le spectre de l\u2019ultraviolet. Autrement dit, il y a au milieu de la perte de luminosit\u00e9 des rayons X une sorte de clart\u00e9 dans l\u2019ultraviolet qui n\u2019a jamais \u00e9t\u00e9 signal\u00e9e auparavant. S\u2019appuyant sur plus de deux d\u00e9cennies d\u2019\u00e9tudes sur l\u2019Eta Carinae, Damineli explique que \u00ab les deux ph\u00e9nom\u00e8nes sont m\u00e9lang\u00e9s et cr\u00e9ent un tableau complexe. [\u2026] S\u2019ils avaient lieu s\u00e9par\u00e9ment, ce serait plus difficile de les diviser \u00bb.<\/p>\n

Le nouveau travail des Br\u00e9siliens fournit une explication plus d\u00e9taill\u00e9e de la dynamique des m\u00e9canismes impliqu\u00e9s dans la variation lumineuse (r\u00e9duction p\u00e9riodique et temporaire de la luminosit\u00e9) de l\u2019Eta Carinae, l\u2019\u00e9toile de la voie lact\u00e9e la plus \u00e9tudi\u00e9e apr\u00e8s le Soleil et l\u2019une des plus lumineuses que l\u2019on connaisse. Sch\u00e9matiquement, le premier mois des 90 jours de perte de luminosit\u00e9 des rayons X pourrait \u00eatre mis sur le compte de l\u2019\u00e9clipse, et les deux mois suivants attribu\u00e9s au m\u00e9canisme de collision des vents stellaires. Si les d\u00e9couvertes vont dans ce sens, les choses ne sont cependant pas aussi simples.<\/p>\n

Si l\u2019on sait quand commence la perte de luminosit\u00e9, en revanche on ne sait pas toujours quand elle s\u2019arr\u00eate. \u00c0 titre d\u2019exemple, la derni\u00e8re a commenc\u00e9 comme pr\u00e9vu le 11 janvier 2009 mais n\u2019a dur\u00e9 que 60 jours, soit 1 mois de moins que ce qui \u00e9tait attendu. \u00ab Il n\u2019y a pas forc\u00e9ment deux pertes de luminosit\u00e9 \u00e9gales \u00bb, affirme Teodoro. \u00ab L\u2019\u00e9clipse semble s\u2019\u00eatre rallong\u00e9e de 30 jours, mais le processus de collision des vents stellaires est variable en mati\u00e8re de dur\u00e9e \u00bb. Apparemment, ce deuxi\u00e8me ph\u00e9nom\u00e8ne peut durer entre 30 et 60 jours.<\/p>\n

Ce sc\u00e9nario complexe a \u00e9t\u00e9 d\u00e9crit en d\u00e9tail dans un article qui sera publi\u00e9 dans Astrophysical Journal (ApJ). En plus de Damineli et Teodoro qui sont les principaux auteurs de l\u2019\u00e9tude, le travail est sign\u00e9 par 24 chercheurs du Br\u00e9sil, d\u2019Am\u00e9rique du sud, d\u2019Europe, des \u00c9tats-Unis et d\u2019Australie. Des donn\u00e9es obtenues \u00e0 l\u2019Observatoire Austral de Recherche Astrophysique (Soar), situ\u00e9 \u00e0 Cerro Pach\u00f3n dans les Andes chiliennes \u2013 initiative de laquelle le Br\u00e9sil est un des partenaires, et l\u2019un des t\u00e9lescopes les plus puissants utilis\u00e9s pour l\u2019\u00e9tude \u2013, ont \u00e9t\u00e9 fondamentales pour enregistrer des indices des ph\u00e9nom\u00e8nes impliqu\u00e9s dans la perte de luminosit\u00e9 de l\u2019Eta Carinae. Damineli est le coordinateur d\u2019un projet th\u00e9matique de la FAPESP qui pr\u00e9voit l\u2019installation au Soar d\u2019un spectrographe de haute r\u00e9solution, le Steles.<\/p>\n

\"L\u2019Eta

RAIOS X (PARTE AMARELA DA IMAGEM) NASA\/CXC\/GSFC\/M.CORCORAN ET AL.; \u00d3PTICO (EM AZUL) NASA\/STSCI<\/span>L\u2019Eta Carinae est un syst\u00e8me form\u00e9 de deux \u00e9toiles dans un nuage de gaz et de poussi\u00e8reRAIOS X (PARTE AMARELA DA IMAGEM) NASA\/CXC\/GSFC\/M.CORCORAN ET AL.; \u00d3PTICO (EM AZUL) NASA\/STSCI<\/span><\/p><\/div>\n

Moribonde, Explosive et Mari\u00e9e<\/strong>
\nSitu\u00e9e \u00e0 7 500 ann\u00e9es-lumi\u00e8re de la Terre, dans la constellation australe de la Car\u00e8ne et \u00e0 droite de la Croix du Sud, l\u2019Eta Carinae est un des corps c\u00e9lestes les plus fascinants de la voie lact\u00e9e. Dans les classifications des astrophysiciens, elle appara\u00eet comme une \u00e9toile hyperg\u00e9ante de la classe tr\u00e8s rare des variables lumineuses bleues, qui compte aujourd\u2019hui une dizaine de membres mais qui a d\u00fb \u00eatre commune au d\u00e9but de l\u2019Univers. C\u2019est un objet colossal et lointain, pas visible \u00e0 l\u2019oeil nu ; seul un observateur aguerri parvient \u00e0 la localiser avec une bonne paire de jumelles les soirs d\u2019automne et d\u2019hiver. Le diam\u00e8tre de l\u2019\u00e9toile principale du syst\u00e8me est \u00e9gal \u00e0 la distance qui s\u00e9pare la Terre du Soleil. Sa luminosit\u00e9 est encore plus impressionnante, environ 5 millions de fois sup\u00e9rieure \u00e0 celle du Soleil. Quand elle perd sa luminosit\u00e9 tous les 5 ans et demi, elle cesse d\u2019\u00e9mettre dans les faisceaux de rayons X, ultraviolet et radio, une \u00e9nergie \u00e9quivalente \u00e0 celle de 20 000 soleils.<\/p>\n

L\u2019Eta Carinae est une \u00e9toile d\u2019autant plus sp\u00e9ciale qu\u2019elle r\u00e9unit d\u2019autres propri\u00e9t\u00e9s peu ordinaires. Avec seulement 2,5 millions d\u2019ann\u00e9es d\u2019existence (soit pr\u00e8s de 1 800 fois plus jeune que le Soleil), elle est pourtant d\u00e9j\u00e0 une \u00e9toile moribonde et potentiellement explosive. Elle est candidate \u00e0 une hypernova \u00e0 tout moment entre aujourd\u2019hui et les milliers d\u2019ann\u00e9es \u00e0 venir. Damineli indique que sa mort devra produire une explosion de rayons gamma, le type d\u2019\u00e9v\u00e9nement le plus \u00e9nerg\u00e9tique dans l\u2019Univers \u00bb. Il y a environ 170 ans, l\u2019\u00e9toile hyperg\u00e9ante est apparemment entr\u00e9e dans sa phase terminale et turbulente, \u00e0 l\u2019apog\u00e9e de sa d\u00e9cadence. Depuis, comme dans les ann\u00e9es 1840 et \u00e0 moindre \u00e9chelle dans les ann\u00e9es 1890, elle est victime de grandes \u00e9ruptions, perd des dizaines de masses solaires de mati\u00e8re et augmente temporairement sa luminosit\u00e9. En 1843, elle a \u00e9t\u00e9 visible \u00e0 l\u2019oeil nu la journ\u00e9e pendant des mois et \u00e9tait quasiment aussi lumineuse que Sirius, l\u2019\u00e9toile la plus brillante du ciel nocturne et tr\u00e8s proche de la Terre (\u00e0 une distance maximale de 30 ann\u00e9es-lumi\u00e8re).<\/p>\n

Suite \u00e0 l\u2019\u00e9ruption, l\u2019\u00e9toile hyperg\u00e9ante a acquis \u00e0 cette \u00e9poque un trac\u00e9 qui rend son observation encore plus difficile : elle s\u2019est retrouv\u00e9e entour\u00e9e par la n\u00e9buleuse Homunculus, un nuage dense de gaz et de poussi\u00e8re en forme de deux lobes. Selon l\u2019astrophysicien Ross Parkin de l\u2019Universit\u00e9 Nationale d\u2019Australie, \u00ab l\u2019Eta Carinae est un objet particuli\u00e8rement difficile \u00e0 \u00e9tudier \u00bb. Parkin est sp\u00e9cialis\u00e9 dans la cr\u00e9ation de mod\u00e8les informatiques qui tentent de reproduire l\u2019interaction des vents stellaires de syst\u00e8mes binaires et coauteur de l\u2019article (une des simulations a \u00e9t\u00e9 utilis\u00e9e dans le travail des Br\u00e9siliens) : \u00abElle est difficile \u00e0 voir parce qu\u2019elle est immerg\u00e9e dans cette enveloppe massive de poussi\u00e8re \u00bb.<\/p>\n

Le nom de Damineli est reli\u00e9 \u00e0 l\u2019histoire de ce myst\u00e9rieux objet c\u00e9leste. Faisant fi de l\u2019opinion d\u2019un grand nombre, il a \u00e9t\u00e9 le premier \u00e0 d\u00e9fendre \u2013 il y a pr\u00e8s de 20 ans \u2013 l\u2019id\u00e9e selon laquelle l\u2019Eta Carinae \u00e9tait un syst\u00e8me \u00e0 deux \u00e9toiles et non une seule, et que ce couple d\u2019\u00e9toiles lumineux perdait p\u00e9riodiquement sa luminosit\u00e9. Pas avare de bonnes phrases dr\u00f4les mais n\u00e9anmoins informatives, le professeur de l\u2019Institut d\u2019Astronomie, de G\u00e9ophysique et de Sciences Atmosph\u00e9riques (IAG) de l\u2019USP a d\u00e9clar\u00e9 : \u00ab Eta carinae n\u2019\u00e9tait pas seulement grosse, elle \u00e9tait aussi mari\u00e9e \u00bb. Le chercheur senior Theodore Gull, du Goddard Space Flight Center de la Nasa, estime que ces d\u00e9couvertes doivent \u00eatre attribu\u00e9es \u00e0 Damineli, \u00ab qui a \u00e9t\u00e9 le premier \u00e0 percevoir cela \u00bb.<\/p>\n

La luminosit\u00e9 inattendue dans l\u2019ultraviolet au milieu de l\u2019obscurcissement des rayons X a \u00e9t\u00e9 d\u00e9tect\u00e9e en 2009 par les Br\u00e9siliens de fa\u00e7on indirecte, par le biais de l\u2019enregistrement d\u2019une faible \u00e9mission sur une raie spectrale d\u2019h\u00e9lium ionis\u00e9, la raie HE II 4686 A. La mesure de valeurs positives pour cette raie est une sorte de signature spectrale qu\u2019il existe une source de rayons ultraviolets \u00e0 l\u2019endroit observ\u00e9. Damineli dit que \u00ab le signal d\u2019h\u00e9lium ionis\u00e9 que nous avons vu pendant la perte de luminosit\u00e9 de 2009 est seulement 20 % plus \u00e9lev\u00e9 que la limite capable d\u2019\u00eatre mesur\u00e9e par t\u00e9lescopes. [\u2026] Mais il \u00e9quivaut \u00e0 la luminosit\u00e9 de 10 000 soleils dans l\u2019extr\u00eame ultraviolet. La saisie du signal a aussi \u00e9t\u00e9 facilit\u00e9e par le r\u00e9seau d\u2019observation coordonn\u00e9 par Teodoro il y a deux ans, quand cinq t\u00e9lescopes ont observ\u00e9 l\u2019\u00e9toile \u00e0 des moments divers. Tout cela explique pourquoi, au cours des trois pertes de luminosit\u00e9 pr\u00e9c\u00e9dentes qui ont \u00e9galement \u00e9t\u00e9 accompagn\u00e9es par la communaut\u00e9 scientifique (1992, 1997 et 2003), les \u00e9missions sur la raie spectrales n\u2019ont pas \u00e9t\u00e9 enregistr\u00e9es.<\/p>\n

Vu qu\u2019il y a r\u00e9ellement une clart\u00e9 dans l\u2019ultraviolet qui se produit pendant la perte de luminosit\u00e9 des rayons X, la meilleure explication reste la chute des vents stellaires de l\u2019Eta Carinae sur sa petite soeur. L\u2019astrophysicien am\u00e9ricain Michael Corcoran, membre du Goddard Space Flight Center et l\u2019un des coauteurs du travail avec les chercheurs br\u00e9siliens, pense que cela montre bien que le ph\u00e9nom\u00e8ne \u00ab se produit sur une petite p\u00e9riode de temps pendant le p\u00e9riastre \u00bb. Il est en cela rejoint par Nathan Smith, son confr\u00e8re de l\u2019Universit\u00e9 d\u2019Arizona et autre chercheur sur cette \u00e9toile : \u00ab Les auteurs de l\u2019\u00e9tude ont fait un travail scrupuleux et ont mesur\u00e9 la raie d\u2019\u00e9mission de l\u2019h\u00e9lium ionis\u00e9 d\u2019une mani\u00e8re consistante \u00bb (Smith n\u2019est pas l\u2019un des coauteurs) \u00ab Leurs analyses semblent vraiment appuyer la conclusion selon laquelle la zone de collision des vents tombe temporairement sur l\u2019\u00e9toile secondaire \u00bb.<\/p>\n

Comprendre les interactions entre les vents stellaires des deux Eta Carinae, la plus grande et la plus petite, semble \u00eatre essentiel pour d\u00e9couvrir les ph\u00e9nom\u00e8nes en jeu dans la perte de luminosit\u00e9. Il s\u2019agit de jouer des coudes, mais les forces sont in\u00e9gales et les opposants tr\u00e8s diff\u00e9rents. \u00c9galement pr\u00e9sent sur le Soleil, le vent stellaire est un m\u00e9canisme de perte de mati\u00e8re sous la forme d\u2019un jet de particules g\u00e9n\u00e9ralement charg\u00e9s, avec des protons et des \u00e9lectrons lib\u00e9r\u00e9s par un gaz ionis\u00e9. Par ce m\u00e9canisme, l\u2019Eta Carinae laisse \u00e9chapper en une seule journ\u00e9e une quantit\u00e9 de masse \u00e9quivalente \u00e0 celle de la Terre. Son vent est tr\u00e8s dense et voyage \u00e0 600 km par seconde dans l\u2019espace. \u00ab Il est cinq fois plus lent que le vent de l\u2019\u00e9toile secondaire, qui a un caract\u00e8re plus rar\u00e9fi\u00e9 \u00bb, explique Teodoro.<\/p>\n

La plupart du temps, les vents des deux Eta Carinae sont en \u00e9quilibre. Ils se rencontrent \u00e0 un point entre les deux \u00e9toiles et cette collision produit des ondes de choc qui r\u00e9sultent en \u00e9missions de rayons X. Ce sont ces \u00e9missions qui cessent d\u2019\u00eatre capt\u00e9es de la Terre pendant l\u2019absence de luminosit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile. Quand les deux \u00e9toiles se rapprochent trop, la balance penche clairement en faveur de la plus grande. Le vent de l\u2019\u00e9toile principale fonctionne comme un mur par rapport au jet de particules de l\u2019autre \u00e9toile, renvoie le vent de l\u2019Eta Carinae B. C\u2019est ladite collision de la zone de choc des vents stellaires, le ph\u00e9nom\u00e8ne qui conduit \u00e0 une \u00e9mission fugace d\u2019ultraviolet au milieu de la perte de luminosit\u00e9 des rayons X.<\/p>\n

D\u2019apr\u00e8s les donn\u00e9es de l\u2019astrophysicienne allemande Andrea Mehner de l\u2019Observatoire Europ\u00e9en du Sud (ESO) au Chili, le vent de l\u2019\u00e9toile est devenu plus rare au cours des 10 derni\u00e8res ann\u00e9es et a diminu\u00e9 sa densit\u00e9 \u00e0 1\/3. N\u00e9anmoins, les observations de Damineli ne corroborent pas cette interpr\u00e9tation. Pour lui, la densit\u00e9 du vent de l\u2019Eta Carinae principale a peu vari\u00e9 au cours de la derni\u00e8re d\u00e9cennie. La prochaine perte de luminosit\u00e9 de l\u2019\u00e9toile sera l\u2019occasion id\u00e9ale de recueillir plus d\u2019informations sur ce th\u00e8me pol\u00e9mique, quand les nombreux t\u00e9lescopes braqueront leurs miroirs sur l\u2019\u00e9toile hyperg\u00e9ante. Il doit d\u00e9buter en juillet 2014.<\/p>\n

LE PROJET <\/strong>Steles : spectrographe de haute r\u00e9solution pour le Soar – n\u00b0 2007\/02933-3 MODALIT\u00c9<\/strong> Projet Th\u00e9matique COORDONNATEUR<\/strong> Augusto Damineli \u2013 IAG \/ USP INVESTISSEMENT<\/strong> 1 373 456,33 reais (FAPESP)<\/p>\n

Article scientifique<\/em>
\nTEODORO, M. et al. \u00ab He II 4686 in Eta Carinae : collapse of the wind-wind collision region during periastron passage \u00bb. The Astrophysical Journal<\/strong>. \u00c0 para\u00eetre.<\/p>\n

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