R136a1 : l'étoile la plus massive connue à ce jour dans l'univers

R136a1 est des dizaines et des dizaines de fois plus lourde que le Soleil. D'abord estimée à 320 masses solaires, elle a été réévaluée entre 170 et 230 masses solaires. Ce qui fait quand même d'elle l'étoile la plus massive connue à ce jour...

La plus lourde étoile recensée à ce jour par les astronomes se nomme R136a1. Elle se situe dans l’amas d’étoiles jeunes qui lui a donné son nom, R136, au cœur de la nébuleuse de la Tarentule. Cette dernière est en dehors de la Voie Lactée et appartient à l’une de ses galaxies naines satellites : le Grand Nuage de Magellan.

Elle orbite à près de 163 000 années-lumière du système solaire, soit plus de 10 milliards d’unités astronomiques – une unité astronomique équivalant à la distance Terre-Soleil, proche de 150 millions de kilomètres.

Une étoile massive, mais à quel point ?

En juillet 2010, une équipe d’astronomes menée par le professeur d’astrophysique de l’université de Sheffield (Angleterre) Paul Crowther publie une première masse pour l’étoile R136a1 à partir d’observations issues du télescope spatial Hubble et du Very Large Telescope (VLT) au Chili.

Le résultat est gargantuesque : R136a1 pèserait pas moins de 320 masses solaires ! Mais une dizaine d’années plus tard, en septembre 2020, une nouvelle étude (à laquelle participe Paul Crowther) revoit cette valeur à la baisse. L’équipe trouve une masse avoisinant plutôt les 251 masses solaires – ce qui reste colossal.

Enfin, en août 2022, une autre recherche s’appuyant sur de nouvelles observations place R136a1 dans un intervalle de masse allant de 170 à 230 masses solaires. Malgré ces multiples diminutions, l’étoile reste pour le moment la plus lourde connue.

Mesurer R136a1 dans un amas stellaire dense

La mesure finale de la masse de R136a1 s’est faite dans la douleur. Pour les astronomes, c’est un véritable défi de parvenir à observer de tels monstres cachés au centre d’amas stellaires denses et enveloppés de poussières. Le succès de 2022 est notamment dû à l’amélioration des capacités de l’instrument Zorro, couplé au télescope Gemini South.

Leur union a permis l’obtention de l’image la plus précise jamais vue de R136a1. Les scientifiques ont ainsi pu séparer la luminosité de l’étoile de celle issue de ses compagnes stellaires. Sa valeur de luminosité a donc été revue à la baisse, et avec elle la masse de R136a1.

R136a1 : une étoile Wolf-Rayet au destin tout tracé

L’étoile R136a1 est dite de type Wolf-Rayet. Ces astres possèdent à la fois une température élevée et une masse importante – jusqu’à plusieurs dizaines de masses solaires. Elles connaissent au cours de leur vie une phase, de l’ordre du million d’années, durant laquelle elles expulsent la matière entourant leur noyau sous la forme de vents stellaires à haute vélocité. Leur histoire se clôt avec une explosion en supernova qui laisse derrière elle un objet si dense que même la lumière ne peut s’en échapper : un trou noir.