L’étoile mystérieuse de 1670 enfin comprise

L’étoile mystérieuse de 1670 enfin comprise



Entourée de rouge, la position de la "nova" de 1670 établie par l'astronome Johannes Hevelius. © Royal Society.

L'histoire rapporte que c'est un moine français, un chartreux, qui la signale le premier le 20 juin 1670. Quelques semaines plus tard, à Dantzig (aujourd'hui Gdansk en Pologne), le célèbre astronome Johannes Hevelius la découvre à son tour et indique : "Nova sub capite Cygni", c'est-à-dire une nouvelle étoile sous la tête du Cygne. Au cours des semaines qui suivent, l'astre nouveau s'étiole doucement jusqu'à n'être plus visible à l'œil nu. Il se "rallume" au printemps 1671, où il est suivi à la fois par Hevelius et, en France, par Jean-Dominique Cassini, le premier directeur de l'Observatoire de Paris. A la fin du mois d'août, la "nova" s'éteint de nouveau. Cette étoile mystérieuse, à rebonds, fait une ultime et timide réapparition au printemps 1672 et entre dans l'histoire de l'astronomie sous le nom de Nova Vul 1670, le "Vul" étant l'abréviation de Vulpecula, nom latin de la constellation du Petit Renard qu'Hevelius a dessinée, juste sous le Cygne.

En astronomie, le nom de "nova" est ambigu car il désigne à la fois un constat optique, un nouveau point brillant fixe apparu au firmament, et un mécanisme physique expliquant pourquoi un astre jusque là passé inaperçu devient tout à coup visible. Pour schématiser, il s'agit d'une histoire explosive de vol de matière. Imaginez un couple d'étoiles. La première est un ancien soleil qui a fini sa vie et se réduit à ce qu'on appelle une naine blanche, une sorte de cadavre stellaire dense. La seconde étoile, elle, s'apprête à mourir et vient de passer au stade de géante rouge, que connaîtra notre Soleil dans quelques milliards d'années. Ayant enflé démesurément, son enveloppe extérieure s'est approchée de la naine blanche. Du fait de cette proximité, la masse de celle-ci va aspirer une partie de la matière (de l'hydrogène) de sa voisine soufflée. En s'accumulant à la surface de la naine blanche, l'hydrogène va monter en température et, lorsque seront atteints les 10 millions de degrés, les réactions de fusion thermonucléaire s'enclencheront. Tout à coup une immense explosion se produira à la surface de la naine blanche, laquelle verra sa luminosité multipliée. La nova physique devient dès lors une nova optique.

Pendant longtemps on a expliqué l'apparition de l'étoile nouvelle de 1670 à l'aide de ce mécanisme. Jusqu'à ce qu'on s'aperçoive que les pièces ne collaient pas avec le schéma. D'une part, les novae ne fonctionnent pas avec des rebonds rapprochés. Il faut en général des décennies voire des millénaires pour que la naine blanche vole à sa comparse assez de matériel pour déclencher un nouveau feu d'artifice. Ensuite, en scrutant la zone décrite par les astronomes du XVIIIe siècle, on ne trouvait rien. Dans les années 1980, on finit certes par y détecter une sorte de nébuleuse mais aucune source stellaire, pas même un cadavre. D'où la question : qu'est-ce qui avait bien pu donner naissance à la nova de 1670 ?



Les restes de la nova de 1670. © ESO/T. Kamiński.

Dans une étude publiée par Nature le 23 mars, une équipe internationale d'astrophysiciens semble bel et bien avoir percé ce mystère. A l'aide de plusieurs radiotélescopes – principalement l'instrument APEX de l'ESO, perché à plus de 5 000 mètres d'altitude au Chili –, ces chercheurs ont déterminé la composition chimique de la nébuleuse repérée il y a une trentaine d'années. A leur grande surprise, ils ont découvert la signature de "pléthore de molécules" différentes, une présence inhabituelle d'azote, une enveloppe de poussières et, au total, une grande masse de gaz, largement supérieure à ce qu'aurait pu laisser une "nova" classique derrière elle. Un peu comme un médecin légiste qui, en analysant le contenu de l'estomac, parvient à reconstituer le dernier repas d'un mort, ces astrophysiciens ont, à partir de ce puzzle d'éléments chimiques, remonté le temps jusqu'à la source de l'événement qui avait fait apparaître un nouvel astre dans le ciel terrien de 1670.

Il y avait bien deux étoiles. Simplement, au lieu que l'une se contente de chaparder de l'hydrogène à l'autre pour le faire fusionner, elles s'étaient tellement rapprochées qu'elles s'étaient rencontrées, rejointes dans une sorte de baiser de mort. L'union des deux astres provoqua une explosion si puissante qu'elle ne se contenta pas de rester en surface mais pénétra dans leur entrailles jusqu'à en éjecter le cœur, exposant ainsi à l'espace interstellaire tous les éléments chimiques forgés par les divers processus de fusion atomique à l'œuvre au sein des étoiles. D'où la présence d'azote, d'où la profusion de molécules diverses, d'où une masse totale de gaz équivalant à celle de notre Soleil. D'où, aussi, l'absence de cadavre stellaire. Nommée "nova lumineuse rouge" ou "objet transitoire rouge", cette fusion explosive de deux étoiles est, selon les astrophysiciens, un événement rare.

Pierre Barthélémy