Une équipe internationale d'astronomes dirigée par le Canada a récemment découvert que des taches à la surface d'une étoile supergéante entraînent d'énormes structures en spirale dans son vent stellaire. Leurs résultats sont publiés dans une édition récente de Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Les étoiles massives sont responsables de la production des éléments lourds qui composent toute vie sur Terre. À la fin de leur vie, ils dispersent le matériau dans l'espace interstellaire dans des explosions catastrophiques appelées supernovae - sans ces événements dramatiques, notre système solaire ne se serait jamais formé.

Zeta Puppis est une étoile massive évoluée connue sous le nom de « supergéante ». Il est environ soixante fois plus massif que notre soleil, et sept fois plus chaud en surface. Les étoiles massives sont rares, et généralement trouvés en paires appelées « systèmes binaires » ou en petits groupes appelés « systèmes multiples ». Zeta Puppis est cependant spécial, car c'est une seule étoile massive, se déplacer seul dans l'espace, à une vitesse d'environ 60 kilomètres par seconde. "Imaginez un objet environ soixante fois la masse du Soleil, voyageant environ soixante fois plus vite qu'une balle qui roule à toute allure !", disent les enquêteurs. Dany Vanbeveren, professeur à la Vrije Universiteit Brussel, donne une explication possible de la raison pour laquelle l'étoile voyage si vite ; "Une théorie est que Zeta Puppis a interagi avec un système binaire ou multiple dans le passé, et a été projeté dans l'espace à une vitesse incroyable".

En utilisant un réseau de « nanosatellites » de la mission spatiale « BRIght Target Explorer » (BRITE), les astronomes ont surveillé la luminosité de la surface de Zeta Puppis sur une période de six mois, et simultanément surveillé le comportement de son vent stellaire à partir de plusieurs observatoires professionnels et amateurs au sol.

Tahina Ramiaramanantsoa (doctorante à l'Université de Montréal et membre du Centre de Recherche en Astrophysique du Québec; CRAQ) explique les résultats des auteurs :« Les observations ont révélé un motif répété tous les 1,78 jours, à la fois à la surface de l'étoile et dans le vent stellaire. Le signal périodique s'avère refléter la rotation de l'étoile à travers des "points lumineux" géants liés à sa surface, qui entraînent des structures en spirale à grande échelle dans le vent, surnommés « régions d'interaction co-rotatives » ou « CIR »".

"En étudiant la lumière émise à une longueur d'onde spécifique par l'hélium ionisé du vent de l'étoile, " continua Tahina, "nous avons clairement vu des motifs 'S' provoqués par des bras de CIR induits dans le vent par les points lumineux de la surface!". En plus de la périodicité de 1,78 jour, l'équipe de recherche a également détecté des changements aléatoires sur des échelles de temps d'heures à la surface de Zeta Puppis, fortement corrélée avec le comportement de petites régions de densité plus élevée dans le vent appelées « touffes » qui se déplacent vers l'extérieur de l'étoile. "Ces résultats sont très excitants car nous trouvons également des preuves, pour la première fois, d'un lien direct entre les variations de surface et l'agglutination du vent, tous deux de nature aléatoire", commente Anthony Moffat, membre de l'équipe d'enquête, professeur émérite à l'Université de Montréal, et chercheur principal pour la contribution canadienne à la mission BRITE.

Après plusieurs décennies de perplexité sur le lien potentiel entre la variabilité de surface des étoiles massives très chaudes et leur variabilité du vent, ces résultats constituent une percée significative dans la recherche sur les étoiles massives, essentiellement grâce aux nanosats BRITE et à l'importante contribution des astronomes amateurs. "C'est vraiment excitant de savoir que, même à l'ère des télescopes professionnels géants, les astronomes amateurs dévoués utilisant des équipements du commerce dans leurs observatoires de jardin peuvent jouer un rôle important à la pointe de la science », », explique Paul Luckas, membre de l'équipe d'enquête, du Centre international de recherche en radioastronomie (ICRAR) de l'Université d'Australie occidentale. Paul est l'un des six astronomes amateurs qui ont observé de manière intensive Zeta Puppis depuis leur domicile pendant la campagne d'observation, dans le cadre de l'initiative « Southern Amateur Spectroscopy ».

Les origines physiques des taches de surface brillantes et les variations aléatoires de luminosité découvertes à Zeta Puppis restent inconnues à ce stade, et fera l'objet d'enquêtes complémentaires, nécessitant probablement beaucoup plus d'observations à l'aide d'observatoires spatiaux, de grandes installations au sol, et les petits télescopes.