Une nouvelle découverte révolutionnaire réalisée par des scientifiques de l’Université de Leeds pourrait transformer la façon dont les astronomes comprennent certaines des étoiles les plus grandes et les plus communes de l’univers. L’article, « Gaia découvre la différence dans la binarité des étoiles B et Be à petite échelle : preuve d’un transfert de masse provoquant le phénomène Be », est publié dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Recherche par doctorat. L’étudiant Jonathan Dodd et le professeur René Oudmaijer, de l’École de physique et d’astronomie de l’université, soulignent de nouvelles preuves intrigantes selon lesquelles les étoiles Be massives – jusqu’à présent principalement considérées comme existant sous forme d’étoiles doubles – pourraient en fait être des « triples ».
Cette découverte remarquable pourrait révolutionner notre compréhension des objets – un sous-ensemble d’étoiles B – qui sont considérés comme un « banc d’essai » important pour développer des théories sur la manière dont les étoiles évoluent de manière plus générale.
Ces étoiles Be sont entourées d’un disque caractéristique constitué de gaz, semblable aux anneaux de Saturne dans notre propre système solaire. Et bien que les étoiles Be soient connues depuis environ 150 ans – après avoir été identifiées pour la première fois par le célèbre astronome italien Angelo Secchi en 1866 – jusqu’à présent, personne ne savait comment elles se sont formées.
Jusqu’à présent, le consensus parmi les astronomes a déclaré que les disques sont formés par la rotation rapide des étoiles Be, et que cela peut lui-même être causé par l’interaction des étoiles avec une autre étoile dans un système binaire.
Systèmes triples
M. Dodd, auteur correspondant de la recherche, a déclaré : « Le meilleur point de référence pour cela est que si vous avez regardé Star Wars, il y a des planètes sur lesquelles ils ont deux soleils. »
De nouvelles recherches utilisant les données du Très Grand Télescope et de l’Interféromètre du Très Grand Télescope de l’ESO ont révélé que HR 6819, auparavant considéré comme un système triple avec un trou noir, est en fait un système de deux étoiles sans trou noir. Les scientifiques, une équipe de la KU Leuven-ESO, pensent avoir observé ce système binaire peu de temps après qu’une des étoiles ait aspiré l’atmosphère de sa compagne, un phénomène souvent appelé « vampirisme stellaire ». L’animation de cet artiste montre à quoi pourrait ressembler le système ; il est composé d’une étoile oblate entourée d’un disque (une étoile Be « vampire » ; premier plan) et d’une étoile de type B qui a été dépouillée de son atmosphère (arrière-plan). Crédit : ESO/L. Calçada.
Mais maintenant, en analysant les données du Le satellite Gaia de l’Agence spatiale européenneles scientifiques affirment avoir trouvé la preuve que ces étoiles existent réellement dans des systèmes triples, avec trois corps interagissant au lieu de deux seulement.
M. Dodd a ajouté : « Nous avons observé la façon dont les étoiles se déplacent dans le ciel nocturne, sur des périodes plus longues, comme 10 ans, et des périodes plus courtes, d’environ six mois. Si une étoile se déplace en ligne droite, nous savons qu’il n’y a qu’une seule étoile, mais s’il y en a plusieurs, nous verrons une légère oscillation ou, dans le meilleur des cas, une spirale.
« Nous avons appliqué cela aux deux groupes d’étoiles que nous observons – les étoiles B et les étoiles Be – et ce que nous avons découvert, de manière déroutante, c’est qu’à première vue, il semble que les étoiles Be aient un taux de compagnons inférieur à celui des étoiles B. étoiles. C’est intéressant car nous nous attendrions à ce qu’elles aient un taux plus élevé.
Cependant, le chercheur principal, le professeur Oudmaijer, a déclaré : « Le fait que nous ne les voyons pas est peut-être dû au fait qu’ils sont maintenant trop faibles pour être détectés. »
Transfert de masse
Les chercheurs ont ensuite examiné un ensemble de données différent, à la recherche d’étoiles compagnes plus éloignées, et ont découvert qu’à ces séparations plus importantes, le taux d’étoiles compagnes est très similaire entre les étoiles B et Be.
Ils ont pu en déduire que dans de nombreux cas, une troisième étoile entre en jeu, forçant le compagnon à se rapprocher de l’étoile Be, suffisamment proche pour que la masse puisse être transférée de l’une à l’autre et former le disque caractéristique de l’étoile Be. Cela pourrait aussi expliquer pourquoi on ne voit plus ces compagnons ; ils sont devenus trop petits et trop faibles pour être détectés après que l’étoile « vampire » Be ait aspiré une grande partie de leur masse.
Cette découverte pourrait avoir d’énormes impacts sur d’autres domaines de l’astronomie, notamment sur notre compréhension des trous noirs, des étoiles à neutrons et des sources d’ondes gravitationnelles.
Le professeur Oudmaijer a déclaré : « Il y a actuellement une révolution en physique autour des ondes gravitationnelles. Nous observons ces ondes gravitationnelles depuis seulement quelques années maintenant, et il a été découvert qu’elles étaient dues à la fusion de trous noirs.
« Nous savons que ces objets énigmatiques – trous noirs et étoiles à neutrons – existent, mais nous ne savons pas grand-chose sur les étoiles qui pourraient les devenir. Nos découvertes fournissent un indice pour comprendre ces sources d’ondes gravitationnelles. »
Il a ajouté : « Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont découvert que la binarité est un élément incroyablement important dans l’évolution stellaire. Nous nous dirigeons maintenant davantage vers l’idée qu’elle est encore plus complexe que cela et que les étoiles triples doivent être prises en compte. »
« En effet », a déclaré Oudmaijer, « les triples sont devenus les nouveaux binaires ».
Plus d’information:
Jonathan M Dodd et al, Gaia découvre une différence dans la binarité des étoiles B et Be à petite échelle : preuve d’un transfert de masse provoquant le phénomène Be, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society (2023). DOI : 10.1093/mnras/stad3105. Sur arXiv: arxiv.org/pdf/2310.05653.pdf