L’étoile cacahuète : un système binaire massif en interaction

En utilisant les capacités interférométriques du VLTI, des chercheurs de l’Observatoire de la Côte d’Azur ont découvert un système unique. Ce système, appelé HR 5171 A, est composé d’une hypergéante dont le rayon est plus étendu que l’orbite de Jupiter, et d’un compagnon moins massif orbitant dans les couches supérieures de l’atmosphère de celle-ci, créant une déformation importante.

Une équipe internationale dirigée par le Dr Olivier Chesneau a été réunie pour étudier l’historique de ce système exceptionnel. 


L’étoile HR 5171 A a été observée avec l’instrument AMBER1 installé au foyer du Very Large Telescope interferometer au Chili et qui permet de combiner simultanément la lumière infrarouge issue de trois des huit télescopes de cette installation. La première surprise a été la mesure du rayon de l’étoile, 1360 ± 250 rayons solaires, soit plus grand que l’orbite de Jupiter. A titre de comparaison, le rayon de cette étoile rivalise ou dépasse celui de supergéantes rouges, supposées être les étoiles les plus grandes connues comme VY CMa (1420 ± 120 Rsol2). Le rayon d’HR 5171 A est ainsi 50% plus étendu que celui de Betelgeuse (885 ± 90 Rsol).

 

De plus, l’étude menée avec l’instrument AMBER a également mis à jour la clé du mystère de cette hyper géante jaune en révélant la présence d’un compagnon contribuant à environ 10% du flux transitant devant le limbe de cette étoile. Cette configuration est exceptionnelle car le compagnon doit périodiquement éclipser et être éclipsé par l’hypergéante. 


Image :

(a) Vue d’artiste du système HR 5171A. Les échelles sont données en millisecondes d’arc (mas) et en unités astronomiques (AU).

(b) Image obtenue à partir de l’analyse des données interférométriques de l’instrument VLTI/AMBER : étoile de rayon 6.3AU, compagnon non-résolu situé à une distance projeté du centre de l’étoile de 5.15AU, et environnement circumstellaire étendu.

(c) Variations photométriques cycliques dues aux éclipses successives de la primaire et de la secondaire. Les différentes phases sont illustrées par des images « fil-de fer » du système.

(d) Image coronographique de l’environnement d’HR5171A obtenue avec l’instrument GEMINI/NICI. La coronographie permet de masquer la lumière de l’étoile au centre de l’image, et de révéler ainsi la présence d’un environnement circumstellaire s’étendant sur 6480 AU (1.8 seconde d’arc).