Un système quadruple stellaire découvert en 2017 et récemment observé à l’Université de Canterbury Mt. John Observatory pourrait représenter un nouveau canal par lequel des explosions de supernova thermonucléaires peuvent se produire dans l’univers, selon les résultats publiés dans Astronomie naturelle aujourd’hui (13 mai) par une équipe internationale d’astronomes.
Le rare système stellaire double binaire HD74438 a été découvert dans la constellation de Vela en 2017 à l’aide de l’enquête Gaia-ESO qui a caractérisé plus de 100 000 étoiles dans notre galaxie de la Voie lactée.
Des observations de suivi de HD 74438 ont été obtenues sur plusieurs années pour suivre avec précision les orbites des étoiles du système quadruple stellaire. Les observations ont été prises avec des spectrographes à haute résolution à l’Université de Canterbury Mt. John Observatory en Nouvelle-Zélande et le Southern African Large Telescope en Afrique du Sud.
Les astronomes ont pu déterminer que ce quadruple stellaire est composé de quatre étoiles gravitationnellement liées : une binaire de courte période en orbite autour d’une autre binaire de courte période sur une période orbitale plus longue (configuration 2+2).
Le système quadruple est membre du jeune amas d’étoiles ouvert IC 2391, ce qui en fait le quadruple spectroscopique le plus jeune (seulement 43 millions d’années) découvert dans la Voie lactée à ce jour, et parmi les systèmes quadruples avec la période orbitale externe la plus courte ( six ans).
Dans le Astronomie naturelle Dans un article publié aujourd’hui, les auteurs ont montré que les effets gravitationnels du système binaire externe modifient les orbites du système binaire interne, le rendant plus excentrique. Des simulations de pointe de l’évolution future de ce système montrent qu’une telle dynamique gravitationnelle peut conduire à une ou plusieurs collisions et événements de fusion produisant des étoiles mortes évoluées (naines blanches) avec des masses juste en dessous de la limite de Chandrasekhar. À la suite de transferts de masse ou de fusions, ces étoiles naines blanches peuvent produire une explosion de supernova thermonucléaire.
Les astronomes impliqués dans cette étude comprennent le directeur de l’observatoire du mont John de l’université de Canterbury, la professeure agrégée Karen Pollard de l’école des sciences physiques et chimiques de l’université de Canterbury ; Anciens élèves de l’UC, le Dr C. Clare Worley et le professeur Gerry Gilmore (le premier étudiant de l’UC à recevoir un doctorat en astronomie), tous deux de l’Institut d’astronomie de l’Université de Cambridge, au Royaume-Uni
Le professeur agrégé Pollard dit que des observations spectroscopiques de haute précision et haute résolution ont été prises avec le spectrographe Hercules sur le télescope McLellan de 1,0 m à l’observatoire Mt. John de l’Université de Canterbury à Tekapo.
« Une étoile comme notre soleil finira sa vie sous la forme d’une petite étoile morte dense connue sous le nom de naine blanche, et la masse des naines blanches ne peut pas dépasser la limite dite de Chandrasekhar (environ 1,4 fois la masse du soleil) », a-t-elle ajouté. dit. « Si c’est le cas, en raison d’événements de transfert de masse ou de fusion, il peut s’effondrer et produire une supernova thermonucléaire. Fait intéressant, 70% à 85% de toutes les supernovae thermonucléaires sont désormais suspectées de résulter de l’explosion de naines blanches avec des masses sous-Chandrasekhar. À la suite d’un transfert de masse ou de fusions, ces étoiles naines blanches peuvent exploser en une supernova thermonucléaire. »
L’évolution des quadruples stellaires tels que HD 74438 représente donc une nouvelle voie prometteuse pour former des explosions de supernova thermonucléaires dans l’Univers, déclare le professeur agrégé Pollard.
Les étoiles binaires sont maintenant reconnues comme jouant un rôle majeur dans un large éventail d’événements astrophysiques, et les fusions d’étoiles binaires sont à l’origine de la récente détection d’émission d’ondes gravitationnelles. Les étoiles binaires nous permettent également de dériver des paramètres stellaires fondamentaux comme les masses, les rayons et les luminosités avec une meilleure précision par rapport aux étoiles uniques. Ils représentent les joyaux sur lesquels reposent divers sujets d’astrophysique.
Les quadruples stellaires ne représentent qu’une fraction marginale (quelques pour cent) de tous les systèmes multiples. L’évolution complexe de ces multiples d’ordre élevé implique des transferts de masse et des collisions, conduisant à des fusions qui sont également des progéniteurs possibles de supernovae thermonucléaires. Ces supernovae représentent des bougies standard pour fixer l’échelle de distance de l’Univers, même si le ou les canaux évolutifs menant aux progéniteurs de telles explosions de supernova sont encore très débattus.
L’article, « Un quadruple spectroscopique comme progéniteur possible des supernovae Ia de type sous-Chandrasekhar », a été publié dans Astronomie naturelle.
Thibault Merle et al, Un quadruple spectroscopique comme progéniteur possible des supernovae Ia de type sub-Chandrasekhar, Astronomie naturelle (2022). DOI : 10.1038/s41550-022-01664-5