Au septième ciel

"Les étoiles sont éclairées pour que chacun puisse un jour retrouver la sienne."

Antoine de Saint-Exupéry

Un proche intéressé par Artips Sciences ?

Bonjour,
Aujourd'hui : "Au septième ciel"
Où l’on épie des astres qui se tournent autour.

1617, Florence. Depuis qu’il a transformé la longue-vue en instrument astronomique, Galilée enchaîne les découvertes révolutionnaires : le relief de la Lune, les satellites de Jupiter, les anneaux de Saturne…

Sur la suggestion de son étudiant Castelli, il tourne aujourd’hui sa lunette grossissante vers une étoile de la Grande Ourse dénommée Mizar.

Justus Sustermans, Portrait de Galilée, entre 1636 et 1640, huile sur toile, 86,7 x 68,6 cm, National Maritime Museum, Londres
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Castelli l’a prévenu : "C'est l'une des plus belles choses du ciel et je ne crois pas qu'on puisse désirer mieux…" Et pourtant, en visant Mizar, Galilée reste bouche bée. Il n'y a pas une étoile, mais deux - astucieusement nommées Mizar A et B - et elles orbitent l'une autour de l'autre tel un couple d'amantes stellaires. Mais d’où viennent ces étoiles binaires ?

Exemple de deux étoiles gravitant l'une autour de l'autre, photo : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), F. O. Alves et al.
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Comme toutes les étoiles, elles sont nées de l’effondrement d’un nuage de gaz sur lui-même. Les particules du nuage, attirées les unes vers les autres par la gravité, se rassemblent alors pour former un cœur brûlant.

Celui-ci se met ensuite à tourner sur lui-même en entraînant les restes du nuage, qui prennent la forme d’un disque en rotation.

Interprétation artistique d'une protoétoile entourée de son disque protoplanétaire, 2007, photo : NASA/JPL-Caltech
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Dans le cas d’une étoile binaire, deux cœurs sont formés et commencent immédiatement à tourner l’un autour de l’autre au sein d’un même disque. Mais à force de pédaler dans cette mélasse de gaz, le jeune couple perd de l’énergie et… se rapproche.

Simulation de deux étoiles gravitant l'une autour de l'autre, accrétant gaz et poussière (vidéo ESO)
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Et visiblement, elles sont pressées de se retrouver ! Car plus les étoiles se rapprochent, plus elles tournent vite l'une autour de l'autre. C’est un principe physique essentiel : réduire la taille d’un système en rotation augmente sa vitesse.

C’est ce qui permet notamment aux patineurs artistiques d’accélérer leur rotation en rapprochant les bras de leur corps. Mais s'il vous manque une patinoire pour faire l’expérience, vous pouvez aussi tourner sur votre chaise de bureau à roulettes.

Illustration Artips Sciences
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Cette danse cosmique peut finir en véritable collé-serré, les étoiles se rapprochant au point d’échanger leur matière… et de fusionner, dans un flash de lumière libérateur. Quant à Mizar A et B, on sait depuis que chacune est en fait constituée de son propre système binaire, faisant de l’ensemble une sorte de couple à quatre plutôt moderne !