L’étoile à double visage : Une étude révèle la nature hybride et complexe de V1180 Cassiopeiae

Une énigme stellaire résolue par l’ARIES

C’est une histoire de patience et d’observation minutieuse qui nous vient des astronomes de l’Institut de recherche en sciences observationnelles d’Aryabhatta (ARIES) en Inde, épaulés par des collègues d’autres institutions. Imaginez scruter le ciel pendant des décennies pour comprendre le caprice d’un seul astre. C’est exactement ce qu’ils ont fait avec un jeune objet stellaire nommé V1180 Cassiopeiae. Les résultats de cette enquête de longue haleine, publiés le 23 décembre sur le serveur de préimpression arXiv (référence arXiv 2025, DOI: 10.48550/arxiv.2512.20085), lèvent enfin le voile sur la véritable identité de cet objet.

Ce n’est pas juste une étoile qui clignote, c’est beaucoup plus complexe que ça. L’étude dévoile ce que l’on pourrait appeler la « double nature » de cet objet, remettant en question nos classifications habituelles. Située à quelque 1 950 années-lumière de nous, V1180 Cassiopeiae (ou V1180 Cas pour les intimes) est une étoile variable de la pré-séquence principale (PMS). Au départ, on pensait avoir affaire à un type d’objet bien précis, mais l’univers a, comme souvent, décidé de nous surprendre.

EXors, FUors et UXors : Le grand bestiaire des jeunes étoiles

Pour bien saisir la bizarrerie de V1180 Cas, il faut d’abord faire un petit tour d’horizon de ce que sont les jeunes objets stellaires (YSO). Ce sont des étoiles aux premiers stades de leur évolution, principalement des protoétoiles et des étoiles PMS. On les observe généralement bien emmitouflées dans des amas moléculaires denses, ces environnements riches en gaz moléculaire et en poussière interstellaire qui servent de pouponnières.

Ces objets sont instables, c’est le moins qu’on puisse dire. Étant donné que des processus d’accrétion épisodiques se produisent chez les YSO, ils peuvent subir des explosions, ou sursauts, alimentés par cette accrétion. Les astronomes, qui aiment bien mettre les choses dans des cases, divisent habituellement ces événements en deux catégories principales :

• Les EXors (ou EX Lup) : Ce sont des sursauts d’une amplitude de quelques magnitudes seulement, qui durent de quelques mois à un ou deux ans.
• Les FUors (ou FU Ori) : Ceux-là sont plus extrêmes et plus rares. Ils peuvent atteindre jusqu’à 5 ou 6 magnitudes d’amplitude et s’étaler sur des décennies, voire des siècles.

Mais attendez, ce n’est pas tout. Contrairement aux EXors et FUors, il existe des YSO où les changements de luminosité sont extrinsèques, c’est-à-dire causés par l’obscurcissement de la poussière circumstellaire. On les appelle les UXors. Et c’est là que ça se corse : les astronomes découvrent de plus en plus d’objets « hybrides ». Ces chimères stellaires présentent les deux comportements : un sursaut d’accrétion massif (façon FUor) mais aussi des amas de poussière qui viennent occasionnellement bloquer cette nouvelle lumière (façon UXor).

L’enquête de longue haleine : 1999 à 2025

Revenons à notre suspecte, V1180 Cas. Initialement, sur la base de données spectrophotométriques, elle avait été classée comme un objet de type EXor. Affaire classée ? Pas vraiment. Des observations ultérieures ont semé le doute, révélant une variabilité typique des sources de type UXor. Alors, EXor ou UXor ? Pour trancher, une équipe dirigée par Tarak Chand de l’ARIES a décidé de peigner toutes les données disponibles pour enquêter sur l’évolution photométrique et spectroscopique à long terme de cette étoile.

Ils n’ont pas fait les choses à moitié. « Nous combinons des courbes de lumière multi-bandes de 1999 à 2025 avec plus de 30 époques de spectroscopie optique à proche infrarouge (couvrant 0,5 à 2,5 µm), en analysant les modèles de variabilité, le comportement des couleurs et les diagnostics des raies d’émission », ont expliqué les scientifiques. C’est un travail de fourmi sur plus de deux décennies.

En analysant cette montagne de données, les astronomes ont constaté que V1180 Cassiopeiae présente un comportement photométrique complexe. On y voit des événements d’atténuation longs et courts. Les premières baisses de luminosité étaient sporadiques et cohérentes avec une extinction classique, mais les baisses plus récentes montrent une quasi-périodicité et des profils structurés, ce qui change la donne.

Verdict technique : Une nature duale et des mécanismes couplés

Les détails techniques de l’étude sont fascinants pour qui s’intéresse à la mécanique céleste. Selon le document, les diagrammes couleur-magnitude (CMD) optiques montrent un rougissement lors des affaiblissements, accompagné d’épisodes de bleuissement, ce qui est typique des UXors. Par ailleurs, les couleurs dans le proche et le moyen infrarouge rougissent constamment, suggérant des changements dans l’émission thermique. On note même une tendance progressive à l’éclaircissement dans l’infrarouge moyen, ce qui pointe vers une structure de disque en évolution ou un chauffage du bord intérieur.

L’étude a révélé des raies d’émission persistantes d’hydrogène et de calcium dans les spectres de V1180 Cassiopeiae, ainsi que des raies d’émission interdites d’oxygène et de soufre. C’est un véritable cocktail chimique ! Les raies d’hydrogène tracent l’accrétion, avec des luminosités qui s’ajustent avec l’éclat de l’étoile. Les raies interdites, elles, se sont révélées renforcées lors de certaines baisses de luminosité, indiquant des liens dynamiques entre les flux sortants et l’extinction.

Il est aussi apparu que les baisses de luminosité les plus récentes montrent un comportement dominé par l’extinction et reflètent une véritable chute du taux d’accrétion. De plus, une corrélation linéaire entre le taux d’accrétion et la magnitude de la bande R a été identifiée, soutenant le scénario dans lequel les changements pilotés par l’accrétion sont modulés par l’extinction.

Au final, les auteurs concluent que V1180 Cassiopeiae présente une variabilité bimode rare. Comme ils le résument parfaitement : « V1180 Cassiopeiae présente un hybride rare de comportements de type UXor et EXor, où les processus d’extinction, d’accrétion et d’écoulement semblent être étroitement couplés et de nature épisodique ». Une étoile qui refuse de choisir son camp, en somme.

Selon la source : phys.org

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