décembre 1, 2022

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Un événement fournit de nouvelles preuves que les étoiles voyageuses peuvent former des systèmes binaires

D’une vue distante miniature, le nuage de formation d’étoiles L483 semble normal. Mais lorsqu’une équipe d’astrophysiciens dirigée par la Northwestern University s’est approchée, les choses sont devenues de plus en plus étranges.

Lorsque les chercheurs ont examiné de près le nuage, ils ont remarqué que son champ magnétique était curieusement tordu. Et puis – alors qu’ils examinaient une étoile nouveau-née à l’intérieur du nuage – ils ont découvert une étoile cachée derrière.

« C’est essentiellement le frère de la star », a déclaré Erin Cox de l’Université Northwestern, qui a dirigé la nouvelle étude. « Nous pensons que ces étoiles se sont formées très éloignées et se sont rapprochées pour former un binaire. Au fur et à mesure que l’étoile se rapprochait de sa sœur, elle a modifié la dynamique du nuage pour déformer son champ magnétique. »

Les nouvelles découvertes donnent un aperçu de la formation des étoiles binaires et de la manière dont les champs magnétiques affectent les premiers stades de l’évolution des étoiles.

Cox présentera cette recherche lors de la 240e réunion de l’American Astronomical Society (AAS) à Pasadena, en Californie. Le « Twisted Magnetic Field of L483 » se tiendra le mardi 14 juin, dans le cadre d’une session sur « Champs Magnétiques et Galaxies ». Journal astrophysique L’étude sera également publiée la semaine prochaine.

Cox est chercheur postdoctoral au Northwestern Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA).

Casse-tête tordu

Les pépinières d’étoiles sont des endroits sauvages et merveilleux. Lorsque des nuages ​​denses de gaz et de poussière s’effondrent pour former des étoiles, ils libèrent des flux de matière stellaire à des vitesses supersoniques. Habituellement, le champ magnétique entourant un nuage en formation d’étoiles est parallèle à ces écoulements. Lorsque Cox et ses collaborateurs ont observé l’énorme nuage L483, c’est exactement ce qu’ils ont découvert. Le champ magnétique correspond à ce profil typique.

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Mais ensuite, les astrophysiciens ont décidé d’examiner de plus près l’Observatoire stratosphérique pour l’astronomie infrarouge (SOFIA) de la NASA, et ici les choses sont devenues bizarres. En fait, le champ magnétique n’était pas parallèle aux flux des étoiles naissantes. Au lieu de cela, le champ était tordu à un angle de 45 degrés par rapport aux écoulements.

« Au départ, cela correspondait à ce que la théorie avait prédit », a déclaré Cox. « Si vous avez un magnéto-effondrement, le champ magnétique contrôle la formation de l’étoile. Nous nous attendrions à voir ce parallèle. Mais la théorie peut dire une chose, et les observations peuvent en dire une autre. »

Formation binaire inhabituelle

Bien que davantage d’observations soient nécessaires, Cox pense qu’une étoile sœur précédemment cachée pourrait être responsable du champ tordu. À l’aide de Sophia, l’équipe d’astrophysique a découvert une étoile nouveau-née se formant dans une enveloppe de matière. Mais après une inspection plus approfondie avec des radiotélescopes au Large Millimeter/Submillimeter Atacama Array (ALMA) au Chili, les chercheurs ont découvert une deuxième étoile, partageant la même enveloppe stellaire.

« Ces étoiles sont encore jeunes et en formation », a déclaré Cox. « L’étoile est ce qui s’étire pour former des étoiles. C’est comme faire rouler une boule de neige dans la neige pour la rendre de plus en plus grosse. Les jeunes étoiles « roulent » dans la matière pour former de la masse. »

À peu près à la même distance que notre Soleil et Pluton, les deux jeunes étoiles forment un système binaire. Actuellement, les astrophysiciens s’accordent à dire que des binaires peuvent se former lorsque les nuages ​​​​formateurs d’étoiles sont suffisamment grands pour produire deux étoiles ou lorsque le disque en orbite autour d’une jeune étoile s’effondre partiellement pour former une deuxième étoile.

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Mais pour les stars jumelles de L483, Cox soupçonne que quelque chose d’inhabituel est en jeu.

« De nouveaux travaux suggèrent qu’il est possible que deux étoiles soient plus éloignées, puis qu’une étoile se rapproche pour former un binaire », a déclaré Cox. « Nous pensons que c’est ce qui se passe ici. Nous ne savons pas pourquoi une étoile se déplace vers une autre, mais nous pensons que l’étoile en mouvement a modifié la dynamique du système pour fausser le champ magnétique. »

Cox pense que ce nouveau travail pourrait éventuellement fournir de nouvelles informations sur la façon dont les étoiles binaires – et les planètes qui les orbitent – ​​se forment. La plupart des gens connaissent la scène emblématique de « Star Wars », dans laquelle Luke Skywalker regarde avec nostalgie les étoiles binaires en orbite autour de sa planète natale, Tatooine. Maintenant, les scientifiques savent que ce scénario n’est pas seulement de la science-fiction ; Les planètes en orbite autour d’étoiles binaires sont des mondes potentiellement habitables.

« Apprendre comment les étoiles binaires se forment est passionnant car la formation des planètes et des étoiles se produit en même temps, et les étoiles binaires interagissent les unes avec les autres de manière dynamique », a déclaré Cox. « Dans notre recensement des exoplanètes, nous savons que des planètes existent autour de ces étoiles binaires, mais nous ne savons pas grand-chose sur la façon dont ces planètes diffèrent de celles qui vivent autour d’étoiles isolées. Avec de nouveaux outils mis en ligne pour découvrir et explorer de nouveaux systèmes binaires, nous pourrons tester Ces résultats sont en échantillon statistique.

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L’étude, « L483 Protobarbital Twisted Magnetic Field », a été soutenue par la NASA et la National Science Foundation.