Il se passe quelque chose d'étrange autour de l'étoile géante rouge CW Leonis (alias au fond du voile riche en carbone de l'étoile, les astronomes ont détecté de la vapeur d'eau là où aucune eau ne devrait être.
CW Leonis est similaire en masse au soleil, mais beaucoup plus vieux et beaucoup plus grand. C'est la géante rouge la plus proche du soleil, et dans ses affres de mort, elle s'est cachée dans un nuage de poussière riche en carbone et en expansion. Ce linceul rend CW Leonis presque invisible à l'œil nu, mais à certaines longueurs d'onde infrarouges, c'est l'objet le plus brillant du ciel.
L'eau a été découverte à l'origine autour de CW Leonis en 2001 lorsque le satellite d'astronomie à ondes submillimétriques (SWAS) a trouvé la signature de l'eau dans les parties froides de l'enveloppe poussiéreuse de l'étoile à une température de seulement 61 K. Cette eau était supposée être une preuve de vaporisation comètes et autres objets glacés autour de l'étoile en expansion. De nouvelles observations avec les spectromètres SPIRE et PACS sur l'observatoire spatial Herschel révèlent qu'il se passe quelque chose de beaucoup plus surprenant.
«Grâce à la sensibilité et à la résolution spectrale exceptionnelles d'Herschel, nous avons pu identifier plus de 60 lignes d'eau, correspondant à toute une série de niveaux énergétiques de la molécule», explique Leen Decin de l'Université de Louvain et responsable de l'étude. Les raies spectrales nouvellement détectées indiquent que la vapeur d'eau n'est pas entièrement dans l'enveloppe extérieure froide de l'étoile. Certains d'entre eux sont beaucoup plus proches de l'étoile, où les températures atteignent 1000 K.
Aucun fragment glacé ne pouvait exister aussi près de l'étoile, alors Decin et ses collègues ont dû trouver une nouvelle explication pour la présence de la vapeur d'eau chaude. L'hydrogène est abondant dans l'enveloppe de gaz et de poussière entourant les étoiles de carbone comme CW Leonis, mais l'autre élément constitutif de l'eau, l'oxygène, est généralement lié à des molécules comme le monoxyde de carbone (CO) et le monoxyde de silicium (SiO). La lumière ultraviolette peut diviser ces molécules, libérant leur oxygène stocké, mais les étoiles géantes rouges ne produisent pas beaucoup de lumière UV, elle doit donc venir d'ailleurs.
Les enveloppes poussiéreuses autour des étoiles de carbone sont connues pour être grumeleuses, et cela s'avère être la clé pour expliquer la mystérieuse vapeur d'eau. La structure inégale du linceul autour de CW Leonis laisse passer la lumière UV de l'espace interstellaire dans les profondeurs de l'enveloppe de l'étoile. «Bien à l'intérieur de l'enveloppe, les photons UV déclenchent un ensemble de réactions qui peuvent produire la distribution observée de l'eau, ainsi que d'autres molécules très intéressantes, comme l'ammoniac (NH3)», explique Decin. "C'est le seul mécanisme qui explique la gamme complète de la température de l'eau."
Au cours des prochains mois, les astronomes mettront cette hypothèse à l'épreuve en utilisant Herschel pour rechercher des preuves de présence d'eau près d'autres étoiles de carbone.
