Nous avons détecté une étoile à peine plus chaude qu’un four à pizza, la plus froide jamais trouvée pour émettre des ondes radio

Nous avons identifié l’étoile la plus froide jamais trouvée pour produire des ondes radio : une naine brune trop petite pour être une étoile normale et trop massive pour être une planète.

Nos conclusions, publiées aujourd’hui dans le Lettres du journal astrophysiquedétaillent la détection d’émission radio pulsée de cette étoile, appelée WISE J0623.

Bien qu’elle soit à peu près de la même taille que Jupiter, cette étoile naine possède un champ magnétique beaucoup plus puissant que celui de notre Soleil. Il rejoint les rangs d’une petite poignée de nains ultra-cool connus qui génèrent des rafales radio répétées.

Faire des vagues avec les stars de la radio

Avec plus de 100 milliards d’étoiles dans notre galaxie, la Voie lactée, cela pourrait vous surprendre, les astronomes ayant détecté des ondes radio provenant de moins de 1 000 d’entre elles. L’une des raisons est que les ondes radio et la lumière optique sont générées par des processus physiques différents.

Contrairement au rayonnement thermique (chaleur) provenant de la couche externe chaude d’une étoile, l’émission radio est le résultat de particules appelées électrons qui accélèrent et interagissent avec le gaz magnétisé autour de l’étoile.

Pour cette raison, nous pouvons utiliser l’émission radio pour en savoir plus sur les atmosphères et les champs magnétiques des étoiles, ce qui pourrait finalement nous en dire plus sur le potentiel de survie de la vie sur toutes les planètes qui les orbitent.

Un autre facteur est la sensibilité des radiotélescopes qui, historiquement, ne pouvaient détecter que des sources très brillantes.

La plupart des détections d’étoiles avec des radiotélescopes au cours des dernières décennies ont été des éruptions d’étoiles très actives ou des sursauts énergétiques provenant de l’interaction de systèmes d’étoiles binaires (deux). Mais grâce à l’amélioration de la sensibilité et de la couverture des nouveaux radiotélescopes, nous pouvons détecter des étoiles moins lumineuses telles que cool naines brunes.

WISE J0623 a une température d’environ 700 Kelvin. Cela équivaut à 420℃ ou à peu près la même température qu’un four à pizza commercial – assez chaud selon les normes humaines, mais assez froid pour une star.

Ces naines brunes froides ne peuvent pas maintenir les niveaux d’activité atmosphérique qui génèrent des émissions radio dans les étoiles plus chaudes, ce qui rend les étoiles comme WISE J0623 plus difficiles à trouver pour les radioastronomes.

Comment avons-nous trouvé la star de la radio la plus cool ?

C’est là que le nouveau Éclaireur SKA australien Le radiotélescope entre en jeu. Il est situé à Inyarrimanha Ilgari Bundara, l’observatoire de radioastronomie CSIRO Murchison en Australie occidentale, et dispose d’un réseau de 36 antennes, chacune de 12 mètres de diamètre.

Le télescope peut voir de grandes régions du ciel en une seule observation et en a déjà étudié près de 90 %. À partir de cette enquête, nous avons identifié près de trois millions de sources radio, dont la plupart sont des noyaux galactiques actifs – des trous noirs au centre de galaxies lointaines.

Alors, comment savoir lesquelles de ces millions de sources sont des stars de la radio ? Une façon consiste à rechercher quelque chose appelé « émission radio à polarisation circulaire ».

Les ondes radio, comme les autres rayonnements électromagnétiques, oscillent lorsqu’elles se déplacent dans l’espace. La polarisation circulaire se produit lorsque le champ électrique de l’onde tourne dans un mouvement en spirale ou en tire-bouchon lors de sa propagation.

Pour notre recherche, nous avons utilisé le fait que les seuls objets astronomiques connus pour émettre une fraction significative de lumière polarisée circulairement sont les étoiles et les pulsars (étoiles à neutrons en rotation).

En sélectionnant uniquement des sources radio fortement polarisées circulairement à partir d’une étude antérieure du ciel, nous avons trouvé WISE J0623. Vous pouvez voir à l’aide du curseur dans la figure ci-dessus qu’une fois que vous passez à la lumière polarisée, il n’y a qu’un seul objet visible.

Que signifie cette découverte ?

L’émission radio de cette étoile était-elle un événement ponctuel rare qui s’est produit au cours de nos 15 minutes d’observation ? Ou pourrions-nous le détecter à nouveau ?

Recherche précédente a montré que l’émission radio détectée par d’autres naines brunes froides était liée à leurs champs magnétiques et se répétait généralement à la même vitesse que l’étoile en rotation.

Pour étudier cela, nous avons fait des observations de suivi avec les CSIRO Réseau compact de télescope australienet avec le MeerKAT télescope exploité par le South African Radio Astronomy Observatory.

Ces nouvelles observations ont montré que toutes les 1,9 heures, il y avait deux sursauts lumineux à polarisation circulaire de WISE J0623 suivis d’un délai d’une demi-heure avant la prochaine paire de sursauts.

WISE J0623 est la naine brune la plus froide détectée par ondes radio et est le premier cas de pulsations radio persistantes. En utilisant cette même méthode de recherche, nous nous attendons à ce que les futures enquêtes détectent des naines brunes encore plus froides.

L’étude de ces étoiles naines du chaînon manquant contribuera à améliorer notre compréhension de l’évolution stellaire et de la manière dont les exoplanètes géantes (planètes d’autres systèmes solaires) développent des champs magnétiques.

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