La Saint-Valentin ne sera pas que des cœurs et des roses pour certaines « étoiles qui s'embrassent » – ou, en d'autres termes, des étoiles serrées par paires enfermées dans une valse qui a laissé à l'une une enveloppe rétrécie et à l'autre un orbe gonflé. .
Les astronomes ont zoomé sur un groupe d'étoiles « binaires étranges », découvrant que les objets semblent avoir été créés par un processus d'alimentation stellaire vorace et cannibale. Comme c’est peu romantique.
L'équipe, dirigée par Robert Clement, chercheur postdoctoral à l'État de Géorgie, a utilisé le réseau de télescopes du Centre d'astronomie angulaire à haute résolution (CHARA) pour étudier les étoiles en rotation connues sous le nom d'étoiles linéaires d'émission B, ou étoiles Be, et détecter de faibles modèles de lumière. provenant de petites orbites. Étoiles abstraites, connues sous le nom de « sous-naines ».
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L’étude de ces étoiles massives à l’aide des télescopes CHARA Array a révélé comment les étoiles naines et les étoiles Be sont créées, mettant ainsi en lumière une étape de la vie des étoiles binaires qui a longtemps été entourée de mystère.
« L'enquête CHARA Array sur les étoiles Be a révélé directement que ces étoiles ont été créées par transformation massive par transport de masse », a déclaré Douglas Guess, directeur du CHARA Array. Il a dit dans un communiqué. « Nous assistons maintenant, pour la première fois, au résultat du festin stellaire qui a conduit aux étoiles abstraites. »
Quand les étoiles binaires se rapprochent trop
On pense que les étoiles Be se forment à la suite d’interactions intenses entre partenaires stellaires dans des systèmes binaires particulièrement proches, en particulier lorsque l’une de ces étoiles est particulièrement massive.
Les étoiles dans les systèmes binaires sont situées dans des « lobes » adjacents, en forme de poire, définis mathématiquement, appelés lobes de Roche. À mesure que les étoiles massives vieillissent, elles peuvent gonfler et remplir leur lobe de Roche. Lorsque cela se produit, les étoiles « acceptent » car la matière de « l’étoile donneuse » remplie de lobes commence à passer à l’autre étoile. Cette matière stellaire traverse un point médian où les lobes se rencontrent, formant un disque autour de l'étoile qui se nourrit, appelé disque d'accrétion, à partir duquel la matière tombe progressivement jusqu'à la surface stellaire.
Ce processus de transfert de masse et de cannibalisme se poursuit jusqu'à ce que l'étoile donneuse soit dépouillé de presque toutes ses couches externes de plasma, la transformant en un petit noyau chaud : une étoile naine.
Mais ce n’est pas le seul résultat du processus d’alimentation. La matière extraite de l’étoile donneuse transporte avec elle un moment cinétique, une force qui alimente également l’étoile cannibale.
Cela accélère la rotation de l’étoile nourricière et signifie que ces étoiles tournent incroyablement vite. En fait, les étoiles massives Be font partie des étoiles en orbite les plus rapides de tous les temps ; Certains d’entre eux tournent si vite qu’ils projettent des matériaux loin de l’équateur. Au fil du temps, cette matière peut s’accumuler dans un disque qui l’entoure.
Les étoiles naines nues qui ont alimenté les étoiles Be sont difficiles à voir à l’état nu car elles sont si proches de ces étoiles massives. Leurs faibles émissions étouffent les émissions lumineuses de leurs compagnons cannibales.
Les six télescopes du réseau CHARA de Géorgie au sommet du mont Wilson ont permis aux astronomes d'observer ces étoiles à rayures pâles, car comme ces télescopes fonctionnent ensemble comme un seul télescope de 330 mètres de large, ils peuvent séparer la lumière des étoiles binaires même lorsque les étoiles sont exceptionnellement proches. ensemble.
L'équipe a également utilisé des caméras MIRC-X et MYSTIC, construites à l'Université du Michigan et à l'Université d'Exeter au Royaume-Uni, toutes deux capables d'enregistrer les émissions de lumière faible et vive d'un objet proche.
Le but de cette enquête de deux ans était de découvrir si le transfert de matière dans les étoiles Be accélérait réellement leur rotation.
Environ neuf des 37 étoiles Be étudiées par l’équipe ont indiqué la faible lumière caractéristique des étoiles nues. L’équipe s’est concentrée sur sept de ces cibles pour mieux déterminer les orbites de ces composants abstraits alors qu’ils gravitent autour des étoiles Be les plus massives. Cela a révélé à quel point le processus d’alimentation qui crée ces étoiles très différentes est radical.
« Les orbites sont importantes car elles nous permettent de déterminer la masse des paires d'étoiles », a déclaré Clément. « Nos mesures de masse indiquent que les étoiles nues ont presque tout perdu. Dans le cas de HR2142, l'étoile nue est probablement passée de 10 fois la masse du Soleil à environ une masse solaire. »
Cependant, toutes les étoiles Be ciblées par l'équipe ne semblent pas orbiter autour d'une étoile naine nue, et l'équipe soupçonne que cela est dû au fait que ces étoiles manquantes se sont transformées en naines blanches et sont maintenant trop sombres pour être vues.
Clément étendra bientôt la recherche de ces étranges paires de petites et grandes étoiles à l'horizon sud au-dessus de la Terre à l'aide du Very Large Telescope situé dans le désert d'Atacama, au nord du Chili. Il se tournera également vers le télescope spatial Hubble pour examiner plus en détail la lumière ultraviolette émise par les naines chaudes.
« Cette étude des étoiles Be – et la découverte de neuf étoiles compagnons faibles – démontre vraiment la puissance de CHARA », a déclaré Alison Beck, directrice de programme à la Division d'astronomie de la National Science Foundation, qui soutient le réseau CHARA. « L'utilisation de la résolution angulaire exceptionnelle et de la plage dynamique élevée du réseau nous permet de répondre à des questions sur la formation et l'évolution des étoiles auxquelles il était impossible de répondre auparavant. »
Les recherches de l'équipe ont été publiées en février Journal d'astrophysique.
