Le télescope spatial James Webb (JWST) a offert aux astronomes un aperçu rare et précieux d’un phénomène cosmique fascinant : la formation de poussière en temps réel autour d’une étoile binaire. Cette observation, réalisée sur l’étoile Wolf-Rayet 140 (WR 140), située à environ 5 000 années-lumière de la Terre dans la constellation du Cygne, permet aux scientifiques d’étudier de plus près les mécanismes de création de la poussière cosmique, essentielle à la formation des planètes et potentiellement à l’apparition de la vie.
Un ballet stellaire à l’origine de la poussière
WR 140 est un système binaire composé d’une étoile Wolf-Rayet, une étoile massive en fin de vie, et d’une étoile de type OB, une étoile extrêmement chaude et lumineuse. Ces deux étoiles gravitent l’une autour de l’autre sur une orbite elliptique, se rapprochant tous les 7,93 ans. C’est lors de ce rapprochement, appelé périastre, que le spectacle commence.
Les deux étoiles émettent des vents stellaires, des flux de particules chargées, à des vitesses phénoménales. Lorsque les étoiles atteignent leur périastre, ces vents stellaires entrent en collision, créant une onde de choc qui comprime et chauffe le gaz environnant. Ce processus intense provoque la formation de poussière riche en carbone, qui se condense et s’étend ensuite vers l’extérieur, formant des anneaux concentriques autour du système binaire.
Le JWST, témoin privilégié d’une évolution rapide
Le JWST, grâce à sa vision infrarouge perçante, a pu capturer des images de ces anneaux de poussière avec une précision inégalée. Plus impressionnant encore, le télescope a observé l’expansion de ces anneaux sur une période de 14 mois seulement, un laps de temps extrêmement court à l’échelle astronomique.
“Observer le mouvement en temps réel de ces coquilles entre les observations de Webb, réalisées à seulement 13 mois d’intervalle, est vraiment remarquable”, a déclaré Olivia Jones, co-auteure de l’étude et chercheuse au Centre britannique de technologie astronomique d’Édimbourg.
Cette observation en temps réel permet aux scientifiques d’étudier la dynamique de la formation de la poussière et de mieux comprendre les conditions physiques qui règnent dans cet environnement stellaire extrême.
Des anneaux de poussière témoins du passé
Les images du JWST révèlent la présence de multiples anneaux de poussière autour de WR 140, témoignant des précédents passages au périastre. Ces anneaux, comme des rides dans l’espace, permettent de retracer l’histoire de l’activité du système binaire.
“Grâce à ces nouveaux détails incroyables, le télescope nous permet également d’étudier exactement le moment où les étoiles forment de la poussière, presque au jour le jour.”, explique Ryan Lau, astronome au NSF NOIRLab et co-auteur de l’étude.
L’analyse de ces anneaux permet aux astronomes de déterminer la quantité de poussière produite à chaque cycle et d’étudier son évolution au fil du temps. Certaines de ces coquilles de poussière, vieilles de plus de 130 ans, se sont dissipées dans l’espace interstellaire, contribuant ainsi à l’enrichissement du milieu interstellaire en éléments lourds.
WR 140, une usine à poussière cosmique
WR 140 est un cas exceptionnel. Le système produit des anneaux de poussière beaucoup plus vastes que ceux observés autour d’autres étoiles Wolf-Rayet. “L’étendue de ces coquilles circumstellaires lointaines détectées autour de WR 140 dépasse celle de tous les autres systèmes WC connus formant de la poussière par des facteurs de 4 ou plus”, expliquent les auteurs de l’étude.
Cette production intense de poussière fait de WR 140 une véritable “usine à poussière cosmique”, jouant un rôle important dans l’enrichissement du milieu interstellaire en éléments nécessaires à la formation de nouvelles étoiles et planètes.
L’importance de la poussière cosmique
La poussière cosmique, bien qu’invisible à l’œil nu, est omniprésente dans l’Univers. Elle joue un rôle crucial dans de nombreux processus astrophysiques. Elle est le matériau de base à partir duquel se forment les planètes rocheuses comme la Terre. Elle sert également de catalyseur pour la formation de molécules complexes, briques élémentaires de la vie.
L’étude de la formation de la poussière autour de WR 140 permet donc de mieux comprendre les origines de notre propre système solaire et les conditions qui ont permis l’apparition de la vie sur Terre.
Le JWST, en offrant des observations d’une précision inégalée, ouvre de nouvelles perspectives pour l’étude de la poussière cosmique et des phénomènes qui lui donnent naissance. Les observations futures de WR 140 et d’autres systèmes similaires promettent de nouvelles découvertes fascinantes sur l’évolution de l’Univers et les mécanismes qui régissent la formation des étoiles et des planètes.