La formation et l’évolution des binaires massifs peuvent partager le même mécanisme dans les galaxies de la Voie lactée et d’Andromède

Une équipe de recherche dirigée par le professeur Qian Shengbang et Ph.D. L’étudiant Li Fuxing des observatoires du Yunnan de l’Académie chinoise des sciences a découvert que la formation et l’évolution des binaires massifs de la Voie lactée et de la galaxie d’Andromède (M31) pourraient partager le même mécanisme.

Leurs conclusions ont été publiées dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society et Le Journal Astrophysique.

Les binaires massifs contiennent au moins une étoile de type précoce dont le type spectral est de type O, B. Ces binaires ont un rayonnement de haute énergie comme les rayons X et peuvent créer des étoiles à neutrons ou des trous noirs. Les ancêtres de ces binaires semi-détachés sont les binaires détachés où les composants originaux, plus massifs, évoluent plus rapidement et remplissent d’abord leurs lobes de Roche critiques, puis transfèrent de la masse à leurs compagnons avec l’évolution du cas A.

Au cours de ce processus, la période orbitale du système sera réduite et le rapport de masse sera augmenté. Lorsque le système évolue vers l’état critique où le rapport de masse est égal à un (binaires jumeaux), ce binaire a la période orbitale la plus courte. Puis le rapport de masse du binaire va s’inverser avec transfert de masse du composant le moins massif vers le plus massif après cette spéciale.

Dans l’étude publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Societyles chercheurs ont étudié le stade d’évolution de V375 Cassiopeia (V375 Cas), un binaire massif et contient deux composants de type B.

Ils ont analysé les courbes de lumière du V375 Cas et ont constaté que le V375 Cas devait subir un transfert de masse tardif du cas A du composant le moins massif au plus massif.

Pendant ce temps, selon les statistiques, ces binaires semi-détachés massifs ont un troisième corps avec des périodes différentes. D’après le diagramme HR, les composants des binaires massifs sont presque les étoiles de la séquence principale, et l’âge évolutif du composant secondaire est supérieur à celui du primaire pour V375 Cas. « V375 Cas est un système triple hiérarchique où une étoile massive de la séquence principale accompagne un binaire massif de transfert de masse semi-détaché basé sur l’estimation de la troisième lumière », a déclaré Li.

Les chercheurs ont également découvert deux binaires proches massifs avec des composants jumeaux dans M31. M31 est la galaxie spirale la plus proche de la Voie lactée et la plus grande galaxie du groupe local, et sa structure et sa métallicité sont très proches de celles de la Voie lactée.

Les solutions photométriques sont réalisées avec la méthode WD à partir de 437 binaires à éclipses, et deux binaires jumeaux ont été trouvés. Un système est un binaire de contact avec un rapport de masse de 0,974, et l’autre système est un binaire semi-détaché avec un rapport de masse de 0,924. Ce résultat suggère que les binaires jumeaux massifs sont rares dans M31.

Sur la base de l’étude des changements de période orbitale par les diagrammes OC et les configurations des binaires, les chercheurs ont découvert que ces deux binaires jumeaux massifs sont à des stades évolutifs différents avec des rapports de masse similaires (proches de l’unité). Le binaire à double contact est sur le point d’entrer dans la phase évolutive critique de la période la plus courte avec un transfert de masse rapide. Le binaire semi-détaché a connu cette étape d’évolution et ne parvient pas à former un binaire de contact pendant la phase de diminution d’orbite avec le transfert de masse du cas A.

Ces découvertes ont été publiées dans Le Journal Astrophysique.

Ces deux travaux indiquent que l’évolution des binaires massifs est possible de la même manière dans la Voie lactée et M31, et ces binaires à un stade particulier créent un banc d’essai idéal de modèles évolutifs de binaires massifs.