Véga : l’étoile à comètes ?

L’observation du voisinage immédiat d’une étoile autre que le Soleil vient d’être réalisée pour la première fois. Un disque de débris constitué de grains de poussières chauds (1300°C), résidus de l’évaporation de comètes et de collisions entre astéroïdes, a en effet été détecté pour la première fois autour de Véga. Cette découverte est le fruit du travail d’une équipe internationale comprenant des chercheurs du Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (CNRS, Observatoire de Paris, Universités de Paris VI et VII) et du Laboratoire d’astrophysique de Grenoble (CNRS, Université Joseph Fourier). Les résultats paraissent dans la revue Astronomy and Astrophysics du 13 avril 2006.

Véga est une étoile importante en astronomie à plus d’un titre : cinquième étoile la plus brillante du ciel nocturne, une des trois “belles d’été” (avec Deneb et Altaïr) qui forment un grand triangle au zénith de nos latitudes les soirées estivales, elle a longtemps été considérée comme une étoile de référence, et c’est à elle que l’éclat de toutes les autres est comparé. Située à 25 années-lumière, donc relativement proche du Soleil, elle est environ trois fois plus grosse et plus massive et 60 fois plus lumineuse que ce dernier, et beaucoup plus jeune (350 millions d’années contre 4,5 milliards).

Une équipe internationale¹ a détecté dans le voisinage de Véga un faible flux infrarouge (78 fois moins important que celui de l’étoile) qui proviendrait de particules chauffées par l’étoile jusqu’à des températures avoisinant les 1300°C. Il semble que ces particules aient une composition chimique différente de celles du système solaire, avec une prédominance de matériaux carbonés (comme le graphite), alors que notre nuage zodiacal contient surtout des silicates. Elles seraient aussi en moyenne plus petites (d’un diamètre inférieur au micron, équivalent à celui des particules constituant la fumée de cigarette).

Des grains aussi petits devraient normalement être chassés par la pression créée par l’intense rayonnement de Véga. Leur abondance prouve donc qu’ils sont produits en permanence, probablement dans une phase d’intense bombardement météoritique et cométaire comme celle qu’a connu la Terre aux origines du système solaire. Le taux de production des poussières correspondrait au passage quotidien de 13 grosses comètes dans l’environnement de Véga.

La présence de poussières froides autour de Véga (-170°C), situées à un distance trois fois plus grande que l’orbite de Pluton, était connue depuis longtemps. Ce phénomène se retrouve d’ailleurs sur bon nombre d’étoiles semblables à Véga. Cependant, rien n’était connu sur la partie interne de ces disques de débris, où des planètes semblables à la Terre sont censées se former. L’examen de la partie interne du disque de Véga a été rendue possible grâce au CHARA (Center for High Angular Resolution Astronomy) de l’Université d’Etat de Géorgie, qui permet, à partir de six télescopes de 1 mètre répartis sur le Mont Wilson en Californie, de simuler un télescope géant de près de 330 m, et de distinguer ainsi des détails de seulement 200 microsecondes d’angle, à peine plus gros qu’un ballon de football vu de la Lune ! La lumière collectée par le réseau CHARA est recombinée par l’instrument FLUOR (Fiber Linked Unit for Optical Recombination), développé par le Laboratoire d’études spatiales et d’instrumentation en astrophysique (CNRS, Observatoire de Paris, Universités de Paris VI et VII).

Ce dispositif a également permis d’observer l’atmosphère de Véga, et de confirmer quelques propriétés étonnantes de l’étoile : sa grande vitesse de rotation sur elle-même (12.5 heures) lui confère en effet une forme lenticulaire, aplatie aux pôles, ces derniers étant plus brillants et plus chauds de 2300°C que l’équateur.

Zoom sur la partie interne du disque de débris de Véga (image reconstituée à partir des observations de CHARA/FLUOR). © Olivier Absil, Université de Liège 2006

Le réseau CHARA. © Center for High Angular Resolution Astronomy – Georgia State University 2006

Notes :
1 : L’équipe est constituée de O. Absil (Université de Liège); E. di Folco (Observatoire de Genève); J.-C. Augereau (Laboratoire d’Astrophysique de Grenoble, UMR CNRS, Université Joseph Fourier); A. Mérand, V. Coudé du Foresto et P. Kervella (LESIA, UMR CNRS, Observatoire de Paris, Universités Paris VI et VII); J.-P. Aufdenberg et S. Ridgway (NOAO); D. Berger, T. ten Brummelaar, J. Sturmann, L. Sturmann, N. Turner, and H. McAlister (CHARA, Georgia State University).

Les images sont disponibles à la photothèque du CNRS.