Les chercheurs, dirigés par Paul Crowther, professeur d’astrophysique à l’université de Sheffield (Royaume Uni) ont pour mener leur enquête scruté le ciel en infrarouge par l’intermédiaire du Very Large Telescope de l’European Southern Observatory et consulté les archives enregistrées par le télescope spatial Hubble. Leur cible : deux très jeunes amas d’étoiles. L’un, NGC 3603, se trouve à 20 000 années lumière dans la Constellation de la Carène, l’autre, RMC 136a (simplifié en R136), fait partie de la Nébuleuse de la Tarentule, située dans la galaxie voisine du Grand Nuage de Magellan, à 165 000 années lumière de nous.
Sur la vue d’artiste ci-dessous sont représentés les grands types d’étoiles : de la naine rouge (80 masses jupitériennes (en deçà il s’agit d’un soleil raté, une naine brune), puis une étoile jaune semblable à notre Soleil, jusqu’à la géante bleue d’une dizaine de masses solaires. Dans le fond, à l’échelle, R136a1 : un dessin évite un long discours ! .
Comparaison de la taille des étoiles. Crédit : ESO, M. Kommesser.
Contrairement aux étoiles classiques, les étoiles géantes perdent de leur masse en grandes quantités en vieillissant. Concernant NGC 3603 les astronomes ont pu mesurer directement la masse d’un couple d’étoiles orbitant en 3,77 jours seulement l’une autour de l’autre ! Elles ont respectivement 120 et 92 masses solaires, à leur naissance elles devaient avoisiner les 148 et 106 masses solaires.
Dans R136 quatre étoiles possédaient plus de 150 masses solaires à leur naissance. A elles seules elles représentent près de la moitié des vents solaires et du rayonnement de l’ensemble de l’amas qui regroupe 100 000 membres !
A gauche le Grand Nuage de Magellan, vu par le télescope MPEG de 2,2 mètres de l’ESO, au centre la Nébuleuse de la Tarentule vue par le VLT et à droite l’amas d’étoile R136 vu par le VLT. . Crédit : ESO, P. Crowther, C. J. Evans.
Le record absolu qui, selon les astronomes, n’est pas près d’être battu, est détenu par R136a1. A sa naissance R136a1 “pesait” 320 masses solaires. Maintenant, après un million d’années, soit la moitié de son existence, sa masse représente la bagatelle de 265 fois celle de notre étoile ! Ce champion de l’univers poids lourds est, par conséquence, l’étoile la plus lumineuse connue dans l’Univers, près de 10 millions de fois la luminosité de notre Soleil !
R136a1 se situe juste au centre de ce cliché pris dans le proche infrarouge par le VLT. Crédit : ESO, P Crowther, C J Evans.
Les chercheurs ont aussi profité de leurs observations pour évaluer la répartition de la masse des étoiles dans ce type de jeunes amas d’étoiles. Pour eux il existe bien une limite supérieure, celle de R136a1, même si elle repousse d’un facteur 2 la limite théorique de 150 masses solaires.
L’existence de ces “hyper-étoiles” reste une énigme pour les scientifiques. Nous avons lu récemment que des étoiles massives naissent de la même manière que les étoiles classiques. La naissance de R136a1, qui a lieu dans un dense amas d’étoile, s’est-elle faite par fusion d’étoiles massives comme il serait logique de le penser ? Les étoiles possédant entre 8 et 150 masses solaires explosent à la fin de leur courte vie en supernovae et se transforment soit en étoiles à neutrons soit en trous noirs. Qu’en est-il de la fin de monstres comme R136A1? En 2006 a été découvert un nouveau type de supernova, est-ce la trace de la fin de vie d’une de ces “hyper-étoiles” ?
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