Une recherche internationale menée par l’Instituto de Astrofísica de Canarias (IAC) a trouvé des indices sur la nature de certaines des étoiles les plus brillantes et les plus chaudes de notre univers, appelées supergéantes bleues. Bien que ces étoiles soient couramment observées, leur origine reste une vieille énigme qui fait débat depuis plusieurs décennies.
En simulant de nouveaux modèles stellaires et en analysant un large échantillon de données dans le Grand Nuage de Magellan, les chercheurs de l’IAC ont trouvé des preuves solides que la plupart des supergéantes bleues pourraient s’être formées à partir de la fusion de deux étoiles liées dans un système binaire. L’étude est publié dans Les lettres du journal astrophysique.
Les supergéantes bleues de type B sont des étoiles très lumineuses et chaudes (au moins 10 000 fois plus lumineuses et 2 à 5 fois plus chaudes que le soleil), avec des masses comprises entre 16 et 40 fois la masse du soleil. Selon la tradition stellaire conventionnelle, ils devraient se produire au cours d’une phase d’évolution très rapide et devraient donc être rarement observés. Alors pourquoi en observe-t-on autant ?
Un indice important sur leur origine réside dans le fait que la plupart des supergéantes bleues sont observées comme étant uniques, c’est-à-dire qu’elles n’ont aucun compagnon détectable lié par la gravitation. Cependant, on observe que la plupart des jeunes étoiles massives naissent dans des systèmes binaires avec des compagnons. Pourquoi les supergéantes bleues sont-elles célibataires ? La réponse : des systèmes stellaires binaires massifs « fusionnent » et produisent des supergéantes bleues.
Dans une étude pionnière dirigée par Athira Menon, chercheuse à l’IAC, une équipe internationale d’astrophysiciens computationnels et observationnels a simulé des modèles détaillés de fusions stellaires et analysé un échantillon de 59 premières supergéantes bleues de type B dans le Grand Nuage de Magellan, une galaxie satellite de la Voie Lactée. .
« Nous avons simulé la fusion d’étoiles géantes évoluées avec leurs compagnes stellaires plus petites sur un large éventail de paramètres, en tenant compte de l’interaction et du mélange des deux étoiles lors de la fusion. Les étoiles nouvellement nées vivent comme des supergéantes bleues tout au long de la deuxième phase la plus longue. de la vie d’une étoile, lorsqu’elle brûle de l’hélium en son cœur », explique Menon.
Selon Artemio Herrero, chercheur à l’IAC et co-auteur de l’article, « les résultats obtenus expliquent pourquoi les supergéantes bleues se trouvent dans ce que l’on appelle « l’écart évolutif » de la physique stellaire classique, une phase de leur évolution où on ne s’attendrait pas à ce que trouver des étoiles. »
Mais de telles fusions peuvent-elles également expliquer les propriétés mesurées des supergéantes bleues ? « Remarquablement, nous avons constaté que les étoiles nées de telles fusions réussissent mieux à reproduire la composition de surface, en particulier l’amélioration de l’azote et de l’hélium, d’une grande fraction de l’échantillon que les modèles stellaires conventionnels. Cela indique que les fusions pourraient être le canal dominant pour produire supergéantes bleues », explique Danny Lennon, chercheur de l’IAC qui a également participé à l’étude.
Cette étude fait un grand pas en avant vers la résolution d’un vieux problème sur la formation des supergéantes bleues et indique le rôle important des fusions stellaires dans la morphologie des galaxies et de leurs populations stellaires. La prochaine partie de l’étude tentera d’explorer comment ces supergéantes bleues explosent et contribuent au paysage trou noir-étoile à neutrons.
Plus d’information:
Athira Menon et al, Preuves de fusions binaires stellaires évoluées dans les supergéantes bleues de type B observées, Les lettres du journal astrophysique (2024). DOI : 10.3847/2041-8213/ad2074