Publié le 12 janvier 2024 16:05:00. Une équipe internationale d’astronomes a détecté une onde de choc inattendue autour d’une étoile morte située à 730 années-lumière de la Terre, remettant en question les modèles actuels sur l’interaction entre ces objets célestes et leur environnement.
- La découverte, réalisée grâce au Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), concerne une naine blanche, le résidu d’une étoile de faible masse.
- L’onde de choc observée est inhabituelle car elle ne correspond à aucun des mécanismes connus expliquant l’émission de matière par ce type d’étoile.
- Les chercheurs pensent qu’un champ magnétique intense pourrait être à l’origine de ce phénomène, mais des études supplémentaires sont nécessaires.
Les gaz et les poussières éjectés par les étoiles peuvent, dans certaines conditions, entrer en collision avec leur environnement et générer des ondes de choc. C’est ce qu’a confirmé une équipe internationale d’astronomes en observant une onde de choc spectaculaire autour de l’étoile RXJ0528+2838, grâce à la puissance du VLT de l’ESO.
« Nous avons découvert quelque chose de jamais vu auparavant et, plus important encore, complètement inattendu », explique Simone Scaringi, professeure associée à l’Université de Durham (Royaume-Uni) et co-auteure principale de l’étude, publiée dans la revue Nature Astronomy. Son collègue, Krystian Ilkiewicz, chercheur postdoctoral au Centre astronomique Nicolas Copernic de Varsovie (Pologne), ajoute : « Nos observations révèlent une puissante émission de matière qui, selon nos connaissances actuelles, ne devrait pas exister. » En astronomie, le terme anglais “outflow” est utilisé pour décrire la matière éjectée par les objets célestes.
RXJ0528+2838, située à environ 730 années-lumière de la Terre, orbite autour du centre de notre Voie lactée, tout comme le Soleil. En se déplaçant dans la galaxie, elle interagit avec le gaz interstellaire, créant une onde de choc que les astronomes comparent à la vague qui se forme sur la proue d’un navire – une structure appelée onde d’arc. Noel Castro Segura, chercheur à l’Université de Warwick (Royaume-Uni) et collaborateur de l’étude, précise : « Il s’agit d’un arc de matière courbe, semblable à la vague qui se forme sur la proue d’un navire. » Normalement, ces structures sont le résultat de la matière éjectée par l’étoile centrale, mais dans le cas de RXJ0528+2838, aucun des mécanismes connus ne peut expliquer complètement ce qui a été observé.
RXJ0528+2838 est une naine blanche, le noyau dense qui reste après la mort d’une étoile de faible masse. Elle fait partie d’un système binaire, en orbite avec une étoile semblable au Soleil. Dans ce type de système, la matière de l’étoile compagne est souvent transférée vers la naine blanche, formant un disque autour d’elle. Ce disque alimente l’étoile morte, entraînant l’éjection de matière dans l’espace et générant d’intenses émissions. Cependant, RXJ0528+2838 ne présente aucun signe de disque, ce qui rend l’origine de l’émission de matière et de la nébuleuse environnante particulièrement mystérieuse.
« La surprise qu’un système apparemment silencieux et sans disque puisse produire une nébuleuse aussi spectaculaire a été l’un de ces rares moments ‘wow’ », confie Scaringi.
L’équipe a initialement détecté cette nébulosité inhabituelle grâce aux images capturées par le télescope Isaac Newton en Espagne. Intrigués par sa forme particulière, ils ont décidé d’approfondir l’étude en utilisant l’instrument MUSE, installé sur le VLT de l’ESO. « Les observations MUSE nous ont permis de cartographier l’onde d’étrave avec une grande précision et d’analyser sa composition. Cela a été essentiel pour confirmer que la structure provient bien du système binaire et non d’un nuage ou d’une nébuleuse interstellaire sans rapport », explique Ilkiewicz.
La forme et la taille de l’onde d’étrave suggèrent que la naine blanche expulse un flux de matière puissant depuis au moins 1 000 ans. Bien que la communauté scientifique ne sache pas encore comment une étoile morte sans disque peut maintenir une telle émission sur une aussi longue période, une hypothèse prometteuse est en cours d’exploration.
RXJ0528+2838 est connue pour posséder un champ magnétique intense, ce que les données obtenues avec MUSE ont confirmé. Ce champ magnétique pourrait canaliser la matière extraite de l’étoile compagne directement vers la naine blanche, sans qu’il soit nécessaire de former un disque. « Notre découverte démontre que même sans disque, ces systèmes peuvent générer des émissions très puissantes, révélant un mécanisme que nous ne comprenons pas encore. Cette découverte remet en question le modèle standard de la façon dont la matière se déplace et interagit dans ces systèmes binaires extrêmes », souligne Ilkiewicz.
Les résultats suggèrent l’existence d’une source d’énergie cachée, probablement liée au fort champ magnétique, bien que ce « mystérieux moteur », comme le décrit Scaringi, nécessite des études plus approfondies. Les données actuelles indiquent que le champ magnétique n’a pu alimenter l’onde d’étrave que pendant quelques centaines d’années, ce qui n’explique qu’une partie du phénomène observé.
Pour mieux comprendre la nature de ces flux sortants sans disque, il sera nécessaire d’étudier de nombreux autres systèmes binaires. Le futur télescope ELT (Extremely Large Telescope) de l’ESO permettra à la communauté astronomique de « cartographier un plus grand nombre de ces systèmes, y compris les plus faibles, et d’étudier des cas similaires de manière beaucoup plus détaillée, ce qui contribuera à terme à élucider la mystérieuse source d’énergie qui reste encore inexpliquée », conclut Scaringi.
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