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Les changements mystérieux des variables bleues lumineuses : pourquoi leur luminosité et leur spectre sont-ils si instables
Les variables bleues lumineuses (LBV) sont une classe rare et massive d'étoiles évoluées qui présentent des changements imprévisibles et souvent spectaculaires dans leur spectre et leur luminosité. Ces étoiles sont connues sous le nom de variables S Doradus, S Doradus étant l'une des étoiles les plus brillantes du Grand Nuage de Magellan. Les propriétés mystérieuses des LBV ont conduit les astronomes à mener des études approfondies sur ces groupes d’étoiles particuliers pour mieux comprendre leur comportement et les mécanismes physiques qui les sous-tendent.
Découvrez l'histoire
L'histoire des LBV remonte au 17e siècle, lorsque P Cygni et η Carinae étaient considérés comme des variables anormales. Mais la véritable nature de ces étoiles n’a été pleinement comprise qu’à la fin du 20e siècle. En 1922, John Charles Duncan a publié pour la première fois des données sur trois étoiles variables découvertes dans une galaxie extraterrestre, et Edwin Hubble a poursuivi ces études en 1926.
Au cours des décennies suivantes, la nature des LBV est devenue de plus en plus claire et, en 1984, elles ont été officiellement classées comme « variables bleues lumineuses », marquant une avancée majeure dans leur compréhension.
Propriétés physiques
Les LBV sont des supergéantes massives et instables (ou ultra-supergéantes) qui présentent une large gamme de variations spectrales et de luminosité. Elles sont généralement situées dans la zone d'instabilité S Doradus du diagramme de Hertzsprung-Russell. Les étoiles de cette région ont une luminosité et une température extrêmement élevées. L'étoile la plus faible a environ 250 000 fois la luminosité de l'étoile. La luminosité de notre soleil est d'environ un des millions de fois plus grande que celle des étoiles les plus brillantes.
En raison de ces instabilités, les LBV présentent des changements extrêmement drastiques dans leur état « calme » à travers de fortes pertes de masse.
Processus d'évolution
En raison de leur masse et de leur luminosité élevées, les LBV ont une durée de vie extrêmement courte de quelques millions d'années seulement, et une durée de vie encore plus courte pendant la phase LBV. Ces étoiles évoluent rapidement et des études ont montré que certaines étoiles avec des spectres Wolf-Rayet sont associées à des sursauts LBV. Des études théoriques récentes soutiennent l’idée selon laquelle les LBV constituent l’étape évolutive finale avant l’explosion de certaines étoiles massives, en particulier celles qui commencent avec des masses comprises entre 20 et 25 fois celle du Soleil.
Explosion de type supernova
Les étoiles LBV subissent souvent des « explosions géantes » qui s'accompagnent d'une perte de masse et d'une forte augmentation de la luminosité. η Carinae est un exemple représentatif d'une telle explosion, et P Cygni a également présenté une explosion similaire il y a 300 à 400 ans. Ces sursauts ont été initialement classés comme des supernovae, mais ont ensuite été réexaminés en raison de leurs caractéristiques inhabituelles.
Plusieurs études ont montré que les épidémies de LBV peuvent avoir de multiples causes différentes, ce qui rend leur comportement plus compliqué.
Diversité des LBV
L'identification des LBV nécessite la confirmation des variations spectrales et de luminosité caractéristiques, mais ces étoiles peuvent souvent être « silencieuses » pendant des décennies, voire des siècles, ce qui les rend difficiles à distinguer de nombreuses autres étoiles chaudes et brillantes. Les observations et les études ont permis aux scientifiques d'identifier de nombreux LBV, tels que η Carinae et P Cygni.
La diversité et le caractère unique des LBV en font un sujet brûlant en astronomie et inspirent de nouvelles recherches.
Il existe encore de nombreux mystères non résolus sur les mécanismes physiques à l'origine des spectres instables et de la luminosité changeante des LBV, ce qui nous amène à nous demander : quelles sortes de lois cosmiques et d'histoires évolutives se cachent derrière ces comportements galactiques inhabituels ?
