Une équipe d'astronomes français a capturé une des images les plus nettes en couleur jamais faites. Ils ont observé l'étoile T Leporis, qui apparaît dans le ciel aussi petite qu'une maison de deux étages sur la Lune. L'image a été prise avec le VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de l'ESO, imitant un télescope virtuel d'environ 100 mètres de large, et révèle une coquille moléculaire sphérique autour d'une étoile âgée.
"C'est l'une des premières images faites en utilisant l'interférométrie en proche infrarouge," commente l'auteur principal Jean-Baptiste Le Bouquin. L'interférométrie est une technique qui combine la lumière de plusieurs télescopes, ayant pour résultat une vision aussi nette que celle d'un télescope géant avec un diamètre égal à la plus grande séparation entre les télescopes utilisés. Réaliser ceci exige des composants du système du VLTI d'être placés à une précision d'une fraction d'un micromètre sur environ 100 mètres et d'être maintenus ainsi dans toutes les observations - un défi technique formidable.
T Leporis capturé par le VLTI
Quand ils font de l'interférométrie, les astronomes doivent souvent se contenter de franges, le motif caractéristique de lignes foncés et lumineuses produit quand deux faisceaux de lumière se combinent, duquel ils peuvent modeler les propriétés physiques de l'objet étudié. Mais, si on observe un objet sur plusieurs cessions avec différentes combinaisons et configurations de télescopes, il est possible de placer ces résultats ensemble pour reconstruire une image de l'objet. C'est ce qui a été fait avec le VLTI de l'ESO, en utilisant les Télescopes Auxiliaires de 1.8 mètre.
"Nous avons pu construire une image étonnante, et révéler la structure de peau d'oignon de l'atmosphère d'une étoile géante à une étape tardive de sa vie pour la première fois," note Antoine Mérand, membre de l'équipe. "Les modèles numériques et les données indirectes nous ont permis d'imaginer l'aspect de l'étoile avant, mais il est tout à fait étonnant que nous pouvons maintenant la voir, et en couleurs."
Bien qu'elle soit de seulement 15 par 15 pixels de large, l'image reconstruite montre un plan rapproché extrême d'une étoile 100 fois plus grande que le Soleil, un diamètre correspondant approximativement à la distance entre la Terre et le Soleil. Cette étoile est, à son tour, entourée par une sphère de gaz moléculaire, qui est environ trois fois plus grande encore.
T Leporis, dans la constellation du Lièvre (Lepus), est localisée à 500 années-lumière. Elle appartient à la famille des étoiles Mira, bien connue des astronomes amateurs. Ce sont des étoiles variables géantes qui ont presque épuisé leur carburant nucléaire et perdent de la masse. Elles approchent de la fin de leurs vies en tant qu'étoiles, et mourront bientôt, devenant des naines blanches. Le Soleil deviendra une étoile Mira dans quelques milliard d'années, engloutissant la Terre dans la poussière et le gaz expulsés lors de son agonie finale.
Les étoiles Mira sont parmi les plus grandes usines de molécules et de poussières dans l'Univers, et T Leporis n'est pas une exception. Elle palpite avec une période de 380 jours et perd l'équivalent de la masse de la Terre chaque année. Puisque les molécules et la poussière sont formées dans les couches de l'atmosphère entourant l'étoile centrale, les astronomes voudraient pouvoir voir ces couches. Mais ce n'est pas une tâche facile, étant donné que les étoiles elles-mêmes sont si lointaines - en dépit de leur taille intrinsèque énorme, leur rayon apparent dans le ciel peut être juste un millionième de celui du Soleil.
"T Leporis semble si petite depuis la Terre que seules les installations interférométriques, telles que le VLTI à Paranal, peuvent prendre une image d'elle. Le VLTI peut résoudre des étoiles 15 fois plus petites que celles résolues par le télescope spatial Hubble," indique Le Bouquin.
Pour créer cette image avec le VLTI les astronomes ont dû observer l'étoile pendant plusieurs nuits consécutives, utilisant les quatre Télescopes Auxiliaires VLT (ATs) amovibles de 1,8 mètre. Les ATs ont été combinés en différents groupes de trois, et ont été également déplacés dans différentes positions, créant plus de configurations interférométriques nouvelles, de sorte que les astronomes ont pu émuler un télescope virtuel d'approximativement 100 mètres de large et contruire une image.