Découverte de l'origine des étoiles supersoniques de la Voie lactée

L'Institut de technologie Technion (Israël) vient d'annoncer la découverte de l'origine de certaines des étoiles les plus rapides jamais observées : des naines blanches supersoniques, certaines même situées dans notre propre galaxie, la Voie Lactée.

Les naines blanches sont des noyaux extrêmement chauds et denses, de la taille de la Terre environ, qui subsistent après la mort d'une étoile. Lorsque ces naines blanches se déplacent à des vitesses extrêmement élevées dans l'espace, on les appelle « naines blanches hypersoniques ». Les causes de ces vitesses restaient un mystère avant ces dernières recherches.

Dirigée par le Dr Hila Glanz du Technion, l'équipe internationale a réalisé des simulations 3D de la fusion de deux naines blanches rares – celles contenant de l'hélium, du carbone et de l'oxygène (HeCO WD). À l'aide de modèles hydrodynamiques, les scientifiques ont simulé les interactions entre les particules subatomiques et la matière noire – le composant qui représente environ 86 % de la masse de l'univers.

Ces simulations montrent que lorsque deux naines blanches HeCO entrent en collision, une puissante explosion se produit, provoquant l'éjection de la plus petite étoile à une vitesse suffisamment élevée pour échapper à l'attraction gravitationnelle de la Voie lactée.

Plus précisément, la petite naine blanche se déforme à mesure qu'elle s'approche de l'étoile plus grande, puis entre en collision avec l'étoile et fait exploser sa coque externe, suivie d'une explosion au niveau du noyau. Ce processus transforme la naine blanche principale en supernova de type Ia, éjectant simultanément le noyau de l'étoile secondaire à une vitesse de plus de 2 000 km/s, soit quatre fois supérieure à celle nécessaire pour s'échapper de la Voie lactée.

« Pour la première fois, nous démontrons une voie claire permettant à un vestige de fusion de naine blanche d'atteindre des vitesses hypersoniques, avec des caractéristiques qui correspondent à celles des naines blanches chaudes et sombres observées dans le halo galactique », a souligné le Dr Glanz.

Cette découverte permet non seulement de décoder le phénomène des « étoiles en fuite » – des étoiles suffisamment rapides pour s'échapper de la galaxie – mais ouvre également de nouvelles perspectives sur les supernovae inhabituelles de type Ia, dont la luminosité est plus faible que la luminosité standard.

Étant donné que les supernovae de type Ia sont utilisées comme « phares cosmiques » pour mesurer la distance et le taux d’expansion de l’univers, une meilleure compréhension des variations de ce phénomène aidera les scientifiques à calculer plus précisément l’univers et l’histoire de la formation des éléments.

Le phénomène de « décalage vers le rouge » – lorsque la longueur d’onde de la lumière est étirée parce que l’objet émettant la lumière s’éloigne – est un outil important pour mesurer le taux d’expansion de l’univers, et les supernovae de type Ia sont l’outil de mesure standard pour cela.

Le professeur Hagai Perets, co-auteur, a déclaré : « Cette découverte permet non seulement d’expliquer l’origine des étoiles supersoniques, mais ouvre également la voie à l’observation de types d’explosions stellaires jusqu’alors inconnus. »

Contrairement aux études précédentes qui utilisaient uniquement des simulations 2D, c'est la première fois qu'un modèle 3D est utilisé pour suivre l'intégralité du processus de fusion et d'éjection d'étoiles. Cela permet à l'équipe de décrire avec plus de précision le processus de création des naines blanches supersoniques, en particulier des étoiles connues comme J0546 et J0927, qui présentent des températures, une luminosité et des vitesses inhabituelles.

Le Dr Glanz affirme que cette recherche non seulement résout le mystère des étoiles « en fuite », mais ouvre également une nouvelle voie pour la formation de supernovae de type Ia faibles et inhabituelles.

Comment (0)