Les supergéantes rouges sont une classe d'étoiles qui finissent leur vie dans des explosions de supernovae. Leurs cycles de vie ne sont pas entièrement compris, en partie à cause des difficultés de mesure de leurs températures. Pour la première fois, les astronomes développent une méthode précise pour déterminer les températures de surface des supergiantes rouges.

Les étoiles sont disponibles dans une large gamme de tailles, de masses et de compositions. Notre soleil est considéré comme un spécimen relativement petit, surtout par rapport à quelque chose comme Bételgeuse qui est connue comme une supergéante rouge. Les supergéantes rouges sont des étoiles plus de neuf fois la masse de notre soleil, et toute cette masse signifie que lorsqu'elles meurent, elles le font avec une extrême férocité dans une énorme explosion connue sous le nom de supernova, en particulier ce que l'on appelle une supernova de type II.

Les supernovae de type II ensemencent le cosmos avec des éléments essentiels à la vie; par conséquent, les chercheurs souhaitent en savoir plus à leur sujet. À l'heure actuelle, il n'existe aucun moyen de prédire avec précision les explosions de supernovae. Une pièce de ce puzzle réside dans la compréhension de la nature des supergiantes rouges qui précèdent les supernovae.

Bien que les supergéantes rouges soient extrêmement brillantes et visibles à de grandes distances, il est difficile de déterminer leurs propriétés importantes, y compris leurs températures. Cela est dû aux structures complexes de leurs atmosphères supérieures, ce qui conduit à des incohérences dans les mesures de température qui pourraient fonctionner avec d'autres types d'étoiles.

«Afin de mesurer la température des supergéantes rouges, nous devions trouver une propriété visible, ou spectrale, qui n'était pas affectée par leurs atmosphères supérieures complexes», a déclaré l'étudiant diplômé Daisuke Taniguchi du département d'astronomie de l'Université de Tokyo. «Les signatures chimiques connues sous le nom de lignes d'absorption étaient les candidats idéaux, mais aucune ligne ne révélait la température seule. Cependant, en regardant le rapport de deux lignes différentes mais liées - celles du fer - nous avons trouvé le rapport lui-même lié à la température. Et il l'a fait de manière cohérente et prévisible. "

Taniguchi et son équipe ont observé des étoiles candidates avec un instrument appelé WINERED qui se fixe à des télescopes afin de mesurer les propriétés spectrales d'objets distants. Ils ont mesuré les raies d'absorption du fer et calculé les ratios pour estimer les températures respectives des étoiles. En combinant ces températures avec des mesures de distance précises obtenues par l'observatoire spatial Gaia de l'Agence spatiale européenne, les chercheurs ont calculé la luminosité ou la puissance des étoiles et ont trouvé leurs résultats cohérents avec la théorie.

«Nous avons encore beaucoup à apprendre sur les supernovae et les objets et phénomènes associés, mais je pense que cette recherche aidera les astronomes à combler certains des blancs», a déclaré Taniguchi. «L'étoile géante Bételgeuse (sur l'épaule d'Orion) pourrait devenir une supernova de notre vivant; en 2019 et 2020, il s'est atténué de manière inattendue. Ce serait fascinant si nous pouvions prédire si et quand cela pourrait devenir une supernova. J'espère que notre nouvelle technique contribuera à cet effort et plus encore.

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Article de revue

Daisuke Taniguchi, Noriyuki Matsunaga, Mingjie Jian, Naoto Kobayashi, Kei Fukue, Satoshi Hamano, Yuji Ikeda, Hideyo Kawakita, Sohei Kondo, Shogo Otsubo, Hiroaki Sameshima, Keiichi Takenaka et Chikako Yasui. Températures effectives des supergéantes rouges estimées à partir des rapports de profondeur de ligne des lignes de fer dans les bandes YJ, 0.97-1.32 μm. Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI: 10.1093 / mnras / staa3855.

http://doi.org /10.1093 /mnras /staa3855

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