LE DÉPARTEMENT DE PHYSIQUE ET D’ASTRONOMIE OBSERVE UN SYSTÈME CÉLESTE EXTRÊMEMENT RARE

Une étoile manquée tourne en orbite autour d’une étoile morte toutes les 71 minutes

Une équipe internationale d’astronomes, dont fait partie le professeur Lorne Nelson du département de physique et d’astronomie de l’Université Bishop’s, a fait une découverte inusitée : un système binaire composé d’une étoile manquée, également connue sous le nom de naine brune, et le reste d’une étoile morte connue sous le nom de naine blanche.

Ce qui rend ce système binaire si remarquable est que la période orbitale des deux objets est seulement de 71,2 minutes. Cela signifie que les étoiles tournent l’une autour de l’autre à des vitesses d’environ 100 km/s (une vitesse qui vous permettrait de franchir l’Atlantique en moins d’une minute).

L’annonce de cette découverte a été prononcée par le Pr Nelson, un chercheur du Centre de recherche en astrophysique du Québec, lors d’une conférence de presse à la conférence semestrielle de l’American Astronomical Society à Austin, au Texas, il y a quelques jours.

« En utilisant cinq télescopes terrestres différents, situés sur trois continents, l’équipe a pu déduire que ce système binaire se compose d’une étoile manquée avec une masse d’environ 6,7% celle du Soleil (équivalent à 67 fois la masse de Jupiter) et une naine blanche dont la masse est d’environ 40% celle du Soleil, affirme le Pr Nelson. Ils ont également déterminé que la naine blanche commencera à cannibaliser la naine brune dans moins de 250 millions d’années, ce qui confère à ce système binaire le titre de variable pré-cataclysmique ayant la période la plus courte jamais découverte. »

Lors de son identification, l’étoile naine blanche chaude, connue sous le nom de  WD1202-024, était considérée comme une étoile simple. Le Pr Saul Rappaport, du MIT, et Andrew Vanderburg, du Harvard Smithsonian Center for Astrophysics, procédaient à l’analyse des courbes de lumière de plus de 28 000 cibles de la phase K2 lorsque l’une d’entre elle a attiré leur attention. Contrairement aux transits d’exoplanètes qui passent devant leurs étoiles parentes respectives et provoquent une petite atténuation dans la luminosité de l’étoile, cette courbe de lumière montre des éclipses plus importantes et longues.

L’équipe a rapidement imaginé un modèle pour ce système binaire dans lequel une naine blanche chaude, composée d’hélium, est éclipsée par un compagnon beaucoup plus froid, une naine brune de faible masse, vue presque par la tranche. Une animation 3-D de l’orbite et de sa courbe de lumière peut être trouvée à http://physics.ubishops.ca/wd1202/anim.mp4. Une attention particulière doit être portée sur comment l’hémisphère face à la naine blanche chaude est fortement irradié tandis que l’autre est plutôt «sombre».

Toutefois, comme l’explique le professeur Nelson, certaines questions demeurent sans réponse pour l’instant. « Nous avons construit un modèle robuste, mais il faut encore l’arrimer dans une perspective plus large telle que la façon dont ce système s’est formé et quel serait son destin ultime ». Pour résoudre cette question, l’équipe a utilisé des modèles informatiques sophistiqués pour simuler la formation et l’évolution de WD1202. Selon leurs calculs, le système binaire primordial s’est formé de grands nuages de gaz riche en hydrogène il y a environ 3 milliards d’années, et que l’étoile qui a produit la naine blanche chaude n’était pas au départ si différente que notre Soleil.

Quel sort attend ce système dans le futur? L’équipe croit que l’émission d’ondes gravitationnelles épuisera l’énergie orbitale du système binaire de telle sorte qu’en environ 250 millions d’années (ou moins), la séparation entre la naine blanche et la naine brune deviendra si petite que la naine brune sera cannibalisée par sa voisine. Lorsque cela se produira, le système binaire présentera toutes les caractéristiques d’une variable cataclysmique (CV). Pour cette raison, l’équipe croit que le système WD1202 peut être qualifié comme la pré-CV dont la période orbitale est la plus courte découverte à ce jour.

Pour en savoir davantage sur cette découverte, consultez la page web http://physics.ubishops.ca/wd1202/

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Renseignements

Chantal Sneath
Responsable des communications
Université Bishop’s
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