Les supergéantes rouges sont une classe d'étoiles qui finissent leur vie dans des explosions de supernova. Leurs cycles de vie ne sont pas entièrement compris, en partie à cause des difficultés à mesurer leurs températures. Pour la première fois, les astronomes ont développé une méthode précise pour déterminer les températures de surface des supergéantes rouges.

Les étoiles sont disponibles dans une large gamme de tailles, masses et compositions. Notre soleil est considéré comme un spécimen relativement petit, surtout par rapport à quelque chose comme Bételgeuse, une supergéante rouge. Les supergéantes rouges sont des étoiles de plus de neuf fois la masse du soleil, et toute cette masse signifie que quand ils meurent, ils le font avec une férocité extrême dans une énorme explosion connue sous le nom de supernova, en particulier, ce qu'on appelle une supernova de type II.

Les supernovae de type II ensemencent le cosmos avec des éléments essentiels à la vie; donc, les chercheurs souhaitent en savoir plus à leur sujet. Maintenant, il n'y a aucun moyen de prédire les explosions de supernova. Une pièce de ce puzzle réside dans la compréhension de la nature des supergéantes rouges qui précèdent les supernovae.

Malgré le fait que les supergéantes rouges sont extrêmement brillantes et visibles à de grandes distances, il est difficile de déterminer des propriétés importantes à leur sujet, y compris leurs températures. Cela est dû aux structures compliquées de leurs hautes atmosphères, ce qui conduit à des incohérences dans les mesures de température qui pourraient fonctionner avec d'autres types d'étoiles.

"Afin de mesurer la température des supergéantes rouges, il fallait trouver un visible, ou spectrale, propriété qui n'a pas été affectée par leurs hautes atmosphères complexes, " a déclaré l'étudiant diplômé Daisuke Taniguchi du Département d'astronomie de l'Université de Tokyo. " Les signatures chimiques connues sous le nom de raies d'absorption étaient les candidats idéaux, mais il n'y avait pas une seule ligne qui révélait la température seule. Cependant, en regardant le rapport de deux raies différentes mais liées, celles du fer, nous avons trouvé le rapport lui-même lié à la température. Et il l'a fait de manière cohérente et prévisible."

Taniguchi et son équipe ont observé des étoiles candidates avec un instrument appelé WINERED, qui s'attache aux télescopes afin de mesurer les propriétés spectrales d'objets distants. Ils ont mesuré les raies d'absorption du fer et calculé les rapports pour estimer les températures respectives des étoiles. En combinant ces températures avec des mesures de distance précises obtenues par l'observatoire spatial Gaia de l'Agence spatiale européenne, les chercheurs ont calculé la luminosité des étoiles, ou le pouvoir, et ont trouvé leurs résultats cohérents avec la théorie.

"Nous avons encore beaucoup à apprendre sur les supernovae et les objets et phénomènes connexes, mais je pense que cette recherche aidera les astronomes à combler certains des vides, " a déclaré Taniguchi. " L'étoile géante Bételgeuse (sur l'épaule d'Orion) pourrait devenir une supernova de notre vivant; en 2019 et 2020, il s'est estompé de manière inattendue. Ce serait fascinant si nous pouvions prédire si et quand cela pourrait devenir une supernova. J'espère que notre nouvelle technique contribuera à cet effort et bien plus encore."