Un mystérieux objet spatial a occulté une étoile pendant 200 jours

Certes, les étoiles scintillent, mais elles ne disparaissent pas d’un coup. Les astronomes ont donc été surpris de voir une étoile géante disparaître pendant près de 200 jours en 2012.

Près d’une décennie plus tard, les scientifiques ont passé en revue de nombreuses explications probables. Ils n’ont toujours aucune idée de ce qui a causé la disparition quasi totale de la lueur de l’étoile.

Une nouvelle étude parue dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society décrit quelques-unes de ces théories, encore d’actualité. Elles reposent sur des phénomènes qui n’ont pas encore été observés, tels que des disques de matière orbitant autour d’un trou noir ou encore la présence encore inconnue d’étoiles compagnons enveloppées de poussière. Pourtant, après 17 ans d’observations, l’étoile ne s’est assombrie qu’une seule fois en 2012. La recherche d’un potentiel coupable est donc d’autant plus difficile pour les équipes.

Quel que soit l’objet qui a occulté l’étoile lointaine, il est clair qu’il est très grand, bien plus que l’étoile en elle-même. En outre, il semblerait qu’il soit totalement opaque, empêchant la majorité de la lumière de l’étoile de s’échapper.

« La perte de luminosité est vraiment impressionnante », déclare Emily Levesque de l’université de Washington. Elle étudie les étoiles massives mais n’a pas pris part à ces observations. « Ce serait intéressant d'observer davantage cette étoile, pour comprendre ce qui a causé cet évènement et reconstituer le cours des choses. »

LE COMPORTEMENT ÉTRANGE DES ÉTOILES GÉANTES

La galaxie est remplie d’étoiles au comportement étrange. Nombre d’entre elles fluctuent naturellement en matière de luminosité. Bételgeuse, une de ces étoiles variables, a vu sa luminosité chuter drastiquement en 2019. Tout portait à croire qu’elle était sur le point d’exploser mais cela n’a pas été le cas. En réalité, la supergéante rouge située sur l’épaule de la constellation d’Orion a retrouvé sa luminosité habituelle. Les astronomes attribuent cet affaiblissement à une baisse de température dans son hémisphère sud et à une bouffée de poussière.

Plus célèbre encore, en 2015, des astronomes ont observé une étoile qui clignotait d’une manière très étrange, à tel point que certains scientifiques ont envisagé la possibilité que sa lumière soit masquée par une mégastructure extraterrestre en orbite. L’attrait pour les technologies extraterrestres a propulsé l’étoile sous les feux des projecteurs pendant des années. En 2018, des observations ont révélé que la cause n’était autre que de la poussière.

L’étoile qui s’est éteinte pendant tout le premier semestre de 2012 est tout aussi intrigante.

« Ce n’est pas commun pour une étoile d’autant chuter en luminosité et pour autant de temps. Tout de suite, j’ai su qu’il s’agissait de quelque chose d’inhabituel », explique Leigh Smith, auteur principal de l’étude et astronome à l’université de Cambridge.

M. Smith a repéré cette étrange éclipse alors qu’il passait en revue des données de l’étude du VISTA Variables in the Via Lactea, abrégé VVV. Ce projet, qui tire son nom du nom latin pour Voie lactée, surveille le ciel austral en quête d’étoiles variables au sein du disque galactique.

L’étoile a été nommée VVV-WIT-08 et l’équipe l’a signalée pour effectuer des études de suivi. Sur la base d’observations antérieures, ils ont estimé que l’étoile se situait à 25 000 années-lumière en direction du bulbe galactique. Cette géante a huit milliards d’années et est cent fois plus grande que notre Soleil. Elle se consume toutefois à des températures moins élevées.

Au cours du premier semestre de 2012, l’étoile a presque totalement disparu. Elle a perdu près de 97 % de sa luminosité. Quel que soit l’objet qui a causé une diminution aussi impressionnante, il est opaque et il a occulté uniformément toutes les longueurs d’onde du visible et de l’infrarouge pendant toute la durée de l’éclipse.

« C’est très compliqué à comprendre », assure Jason Wright, de l’université d’État de Pennsylvanie qui n’a pas pris part aux observations. « Il s’agit de quelque chose de bien plus grand que l’étoile, de complètement opaque, et il existe peu d’objets qui remplissent ces critères. »

Afin de recueillir davantage d’informations sur l’étoile, des études ont été menées ultérieurement avec les données de la mission spatiale Gaia de l’Agence spatiale européenne et celles d’une étude d’observation au sol nommé OGLE. Seulement, plus les observations s’accumulent, plus les questions sont nombreuses. Il est devenu de plus en plus difficile de déterminer la taille et la distance exactes de l’étoile. Ses mouvements dans l’espace à l'époque paraissaient particuliers. VVV-WIT-08 semblait se mouvoir assez rapidement pour pouvoir s’échapper de la Voie lactée.

« [Sa vitesse] est bien supérieure à tout ce que l’on pourrait imaginer dans cette direction », explique M. Smith. « Donc quelque chose ne coordonne pas, il y a une erreur dans nos suppositions. »

UNE EXPLICATION INCOMPLÈTE

Intrigués par les caractéristiques inhabituelles de l’étoile, M. Smith et ses collègues ont tenté d’expliquer ce phénomène. Ils ont envisagé que ces changements de luminosité pourraient provenir de pulsations ou de spasmes au sein même de l’étoile. Ce comportement est assez courant mais ne survient pas dans des proportions comme pour VVV-WIT-08. L’idée que l’éclipse puisse s’expliquer par un alignement fortuit avec un objet sombre plus proche de la Terre, qui se serait trouvé sur son axe, comme une étoile poussiéreuse et peu lumineuse, a été écartée par les scientifiques.

« Il faudrait un nombre impressionnant de ces objets sombres et flottants. C’est un scénario plutôt improbable. Nous aurions dû apercevoir bien plus de ces objets dans nos environs », assure M. Smith

M. Wright et d’autres estiment que l’élément ayant occulté VVV-WIT-08 gravite autour de l’étoile. Si tel est le cas, peut-être que l’explication la plus plausible serait un disque de débris gigantesque et poussiéreux, tourbillonnant autour d’une étoile compagnon en orbite. Il existe des systèmes composés de la sorte, notamment Epsilon Aurigae, dans lequel une supergéante est partiellement occultée par une étoile compagnon géante et poussiéreuse, et ce, tous les 27 ans.

Néanmoins, la poussière filtre la lumière et laisse passer des longueurs d’onde plus grandes et davantage dans les infrarouges, ce qui n’est pas le cas dans les observations de VV-WIT-08. Aussi, les disques de débris s’amenuisent aux extrémités et ne possèdent pas des bords nets comme ceux décrits. M. Wright souligne toutefois que les lunes mineures creusent des brèches dans les anneaux de Saturne, lesquels possèdent des bords nets.

Personne ne sait non plus quel genre d’objet compagnon pourrait orbiter autour de l’étoile. L’équipe a examiné des dizaines de possibilités, notamment des étoiles de séquence principale ou des corps stellaires plus denses comme des naines blanches. Cependant, les disques qui se forment autour de ces étoiles ne peuvent pas entièrement expliquer les observations.

Autre interprétation possible, un trou noir en orbite entouré d’une ceinture de débris sombre et dense. Les astronomes pensent que ce type de système existe mais ne l’ont jamais observé auparavant. Il est également possible que de la poussière obscure soit extirpée de l’étoile par un autre compagnon en orbite mais encore une fois, cela ne suffit pas à expliquer totalement le phénomène.

Malgré tout, Mme Levesque soutient qu’il est logique de se concentrer sur l’hypothèse de la poussière. En effet, les géantes qui évoluent se débarrassent généralement de la matière, laquelle se retrouve en orbite.

« Ce n’est pas vraiment étrange. C’est le genre de choses auxquelles on s’attend », affirme-t-elle. « Mais la poussière n’a pas un aspect aussi net et la manière dont cette poussière est distribuée cache quelque chose de très inhabituel. »

Bien qu’il puisse être tentant de se demander si un type de mégastructure extraterrestre aurait pu voler devant l’étoile, M. Wright garantit que cette hypothèse n’est pas encore assez sérieuse pour être prise en compte.

« C’est prématuré à ce stade. Nous ignorons encore tant de choses à propos de cette étoile. »

Cet article a initialement paru sur le site nationalgeographic.com en langue anglaise.