Une étoile massive se blottit près de son frère stellaire

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Des astronomes ont découvert un système d’étoiles binaires avec des objets stellaires de masse élevée les plus proches jamais mesurés, fournissant ainsi un «laboratoire» précieux pour tester les théories sur la formation d’étoiles binaires de masse élevée.

Un système d’étoiles binaires

Une équipe internationale dirigée par l’Université de Leeds a déterminé que la distance entre l’énorme étoile jeune PDS 27 et son compagnon stellaire en orbite, était de seulement 30 unités astronomiques, soient 4,5 milliards de kilomètres. C’est à peu près la distance qui sépare notre Soleil de Neptune, ce qui en fait des compagnons stellaires avec la proximité la plus proche jamais déterminée pour de jeunes étoiles de masse élevée dans un système binaire.

Une découverte passionnante

Le docteur Evgenia Koumpia, de l’école de physique et d’astronomie de Leeds, a déclaré: «C’est une découverte très excitante. Observer et simuler d’importants binaires au tout début de leur formation est l’une des principales difficultés de l’astronomie moderne. « Avec PDS 27 et son compagnon, nous avons maintenant trouvé les objets stellaires les plus massifs parmi les binaires résolus à ce jour.

«Il y a une pénurie de jeunes systèmes binaires massifs connus dans l’espace cartographique. Les étoiles de grande masse ont une durée de vie relativement courte, s’éteignant et explosant en tant que supernovae en seulement quelques millions d’années, les rendant difficiles à repérer. Cela limite notre capacité à tester les théories sur la formation de ces étoiles. »

Dans le cadre de leur étude, l’équipe a également identifié un objet compagnon pour une autre étoile jeune et massive appelée PDS 37. L’analyse a révélé une distance entre l’étoile PDS 37 et son compagnon comprise entre 42 et 54 unités astronomiques – comparable à celle entre le Soleil et Pluton. Bien que plus éloignés que PDS 27 et son compagnon, il s’agit toujours d’une découverte importante compte tenu de la nécessité de disposer de binaires stellaires jeunes et massifs confirmés par une recherche astronomique.

Le Dr Koumpia a poursuivi: «La manière dont ces systèmes binaires se forment est une question assez controversée, plusieurs théories ayant été avancées. Les études d’observation des binaires à leurs débuts sont essentielles pour vérifier les théories de leur formation. « PDS 27 et PDS 37 sont des laboratoires rares et importants qui peuvent aider à tester les théories sur la formation de binaires de masse élevée. »

10 fois plus massive que le Soleil

La PDS 27 est au moins 10 fois plus massive que notre Soleil, a expliqué le Dr Koumpia, à environ 8 000 années-lumière de distance. Pour déterminer la présence de compagnons stellaires pour PDS 27 et PDS 37, l’équipe a utilisé la résolution spatiale la plus élevée fournie par l’instrument PIONIER sur l’interféromètre de très grand télescope (VLTI) de l’observatoire européen austral.

Cet instrument combine les faisceaux lumineux de quatre télescopes de 8,2 mètres de diamètre chacun, et imite un seul télescope de 130 mètres de diamètre. Le pouvoir de résolution spatiale élevé qui en a résulté a permis à l’équipe de voir des systèmes binaires aussi proches en dépit de leur grande distance par rapport à nous et de leur proximité étroite.

Le professeur Rene Oudmaijer, coauteur de cette étude, également de l’école de physique et d’astronomie de Leeds, a déclaré: « la prochaine grande question – que nous avons eu tendance à éviter jusqu’à présent en raison de difficultés d’observation – est la raison pour laquelle autant d’étoiles massives sont des systèmes binaires?  »

Elles permettent de répondre à de nombreuses questions

« Il est devenu de plus en plus clair pour les astronomes que les étoiles massives ne naissent presque jamais seules, avec au moins un frère ou une soeur pour compagnie. Mais les raisons pour lesquelles c’est le cas sont encore plutôt sombres. «Les étoiles massives exercent une influence significative sur leur environnement cosmique. Leurs vents stellaires, leur énergie et les explosions de supernova qu’ils génèrent peuvent à leur tour avoir une incidence sur la formation d’autres étoiles et galaxies.

L’évolution et le devenir des étoiles de masse élevée sont assez complexes, mais des études antérieures ont montré qu’elles peuvent être influencées dans une large mesure par leurs propriétés binaires. «La découverte de jeunes étoiles binaires massives constitue un pas en avant décisif pour pouvoir répondre à de nombreuses questions concernant ces objets stellaires. Ces découvertes n’ont été possibles que grâce au pouvoir de résolution exceptionnel fourni par l’instrument PIONIER sur le VLTI. »

Cette recherche est publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics: Letters.

Source : University of Leeds
Crédit photo : Pixabay

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