Une étoile en mouvement rapide entre en collision avec du gaz interstellaire, créant un choc d’arc spectaculaire

Zeta Ophiuchi a eu une vie intéressante. Il a commencé comme une grande étoile typique environ vingt fois plus massive que le soleil. Il a passé ses journées heureusement en orbite autour d’une grande étoile compagne jusqu’à ce que sa compagne explose en supernova il y a environ un million d’années. L’explosion a éjecté Zeta Ophiuchi, alors maintenant il s’éloigne rapidement à travers l’espace interstellaire. Bien sûr, la supernova a également expulsé les couches externes de l’étoile compagne, donc plutôt que de l’espace vide, notre étoile courageuse accélère également à travers le gaz résiduel. Comme on dit sur Facebook, c’est compliqué. Et c’est une excellente nouvelle pour les astronomes, comme le montre une étude récente.

Zeta Ophiuchi est surtout connue pour ses belles images comme celle ci-dessus. En traversant le gaz interstellaire, l’étoile a créé des ondes de choc chauffées qui brillent dans tout, de l’infrarouge aux rayons X. La physique de ces ondes de choc est extrêmement complexe. Il est régi par un ensemble d’équations mathématiques connues sous le nom de magnétohydrodynamique, qui décrit le comportement des gaz fluides et leurs champs magnétiques environnants. La modélisation de ces équations est déjà assez mauvaise, mais lorsque vous avez des mouvements turbulents tels que des ondes de choc, les choses empirent encore. C’est pourquoi Zeta Ophiuchi est si important. Puisque nous avons une si bonne vue de son onde de choc, nous pouvons comparer nos observations avec des simulations informatiques.

Dans cette dernière étude, l’équipe a créé des modèles informatiques simulant l’onde de choc près de Zeta Ophiuchi. Ils ont ensuite comparé ces modèles à des observations dans l’infrarouge, le visible et les rayons X. Leur objectif est de déterminer quelles simulations sont les plus précises afin que les modèles puissent être encore affinés. De leurs trois modèles, deux d’entre eux ont prédit que la région la plus brillante des émissions de rayons X devrait se situer au bord de l’onde de choc la plus proche de l’étoile, et c’est ce que nous observons. Mais les trois modèles ont également prédit que les émissions de rayons X devraient être plus faibles que ce que nous observons, de sorte qu’aucun des modèles n’est entièrement précis. Mais ces modèles sont difficiles à bien faire, et ce travail est un bon début.

La différence de luminosité des rayons X est probablement due à un mouvement turbulent dans l’onde de choc. L’équipe prévoit d’inclure une partie de ce mouvement turbulent dans les futurs modèles. Grâce à plusieurs itérations, ils devraient être en mesure de créer une simulation qui modélise étroitement cette onde de choc interstellaire.

La magnétohydrodynamique est au cœur de nombreux processus astrophysiques, allant des éruptions solaires à la formation de planètes, en passant par les puissants moteurs de trous noirs des quasars. La plupart de ces interactions sont masquées par la distance ou la poussière, il est donc formidable que Zeta Ophiuchi puisse donner aux astronomes une vision choquante de cette physique complexe.