La découverte de la « triple étoile » bouleverse la théorie de l’évolution stellaire

Les chercheurs ont fait une découverte passionnante selon laquelle les étoiles Be massives, connues pour leurs disques de gaz caractéristiques, pourraient faire partie de systèmes à trois étoiles plutôt que de systèmes binaires comme on le pensait auparavant. Cette révélation, basée sur les données du satellite Gaia, remet en question les théories existantes sur la formation des étoiles et a des implications significatives pour la compréhension de phénomènes astronomiques plus larges tels que les trous noirs, les étoiles à neutrons et les ondes gravitationnelles.

Une étude révolutionnaire menée par des scientifiques de l’Université de Leeds propose que les étoiles Be fassent partie de systèmes à trois étoiles, et non de systèmes binaires comme on le pensait auparavant. La découverte, dérivée des données du satellite Gaia, remet en question les théories conventionnelles sur la formation des étoiles et pourrait affecter notre connaissance des trous noirs, des étoiles à neutrons, etc. Ondes gravitationnelles.

Une nouvelle découverte réalisée par des scientifiques de l’Université de Leeds pourrait changer la façon dont les astronomes comprennent certaines des étoiles les plus grandes et les plus communes de l’univers.

Les recherches menées par le doctorant Jonathan Dodd et le professeur René Oudmaijer de l’École de physique et d’astronomie de l’université révèlent de nouvelles preuves intrigantes selon lesquelles les étoiles massives Be – jusqu’à présent considérées comme principalement des étoiles binaires – pourraient en réalité être des « triplets ».

Cette découverte remarquable révolutionnera notre compréhension des objets considérés comme un « banc d’essai » important pour développer des théories sur la formation des étoiles en général – un sous-ensemble des étoiles B.

Carte HR 6819

Vue d’artiste d’une étoile entourée d’un disque (une étoile Be « vampire » ; premier plan) et de son étoile compagne dont les parties extérieures ont été retirées (arrière-plan). Crédit : ESO/L. Pantalon

Nature des étoiles

Les étoiles Be sont entourées d’un disque caractéristique d’anneaux ressemblant à du gaz Assis Dans notre propre système solaire. Bien que les étoiles Be soient connues depuis environ 150 ans – identifiées pour la première fois par le célèbre astronome italien Angelo Cecchi en 1866 – jusqu’à présent, personne ne savait comment elles se sont formées.

Jusqu’à présent, le consensus parmi les astronomes est que les disques sont formés par la rotation rapide des étoiles Be et qu’ils peuvent être provoqués par des étoiles interagissant avec une autre étoile dans un système binaire.

Vampire étoilé

Vue d’artiste d’une star vampire (à gauche) volant du matériel à une victime. Crédit : ESO/M. Kornmesser/SE de Mink

Manifester des triples systèmes

Auteur correspondant de la recherche M. Todd a déclaré : « La meilleure référence pour cela est que si vous avez vu Star Wars, ils ont des planètes avec deux soleils. »

Mais maintenant, en analysant les données du satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, les scientifiques ont découvert que ces étoiles se trouvent en réalité dans trois systèmes – trois corps interagissant au lieu de deux.

M. Todd a ajouté : « Nous avons vu des étoiles se déplacer dans le ciel nocturne sur des périodes allant de 10 ans à six mois seulement. Si une étoile se déplace en ligne droite, nous savons qu’il n’y a qu’une seule étoile, mais s’il y en a plusieurs, nous voyons une légère oscillation, ou au mieux, un vortex.

« Nous avons appliqué cela à deux groupes d’étoiles que nous voyons – les étoiles B et les étoiles B – et, ce qui prête à confusion, les étoiles B semblent au premier abord avoir moins de compagnons que les étoiles B. C’est intéressant car nous nous attendrions à ce qu’elles aient un ratio plus élevé.

Cependant, le chercheur principal, le professeur Otmeijer, a déclaré : « La raison pour laquelle nous ne les avons pas vus est probablement parce qu’ils sont trop faibles pour être détectés maintenant. »

Transfert de masse

Les chercheurs ont ensuite examiné un ensemble de données différent, à la recherche d’étoiles compagnes plus éloignées, et ont découvert qu’à ces grandes séparations, la proportion d’étoiles compagnes était très similaire entre les étoiles B et Be.

De là, ils ont pu en déduire que dans de nombreux cas, une troisième étoile agit, forçant le compagnon à se rapprocher de l’étoile Be – suffisamment proche pour transférer de la masse de l’une à l’autre et former le disque caractéristique de l’étoile Be. Cela peut aussi expliquer pourquoi nous ne voyons plus ces gars-là ; Après que l’étoile « vampire » Be ait absorbé sa masse, elle est devenue beaucoup plus petite et plus faible.

Large impact astronomique

Cette découverte pourrait avoir des implications majeures pour d’autres domaines de l’astronomie, notamment notre compréhension des trous noirs, des étoiles à neutrons et des sources d’ondes gravitationnelles.

Le professeur Oudmaijer a déclaré : « Il y a actuellement une révolution dans la physique autour des ondes gravitationnelles. Nous observons ces ondes gravitationnelles depuis seulement quelques années et il a été découvert qu’elles étaient causées par la fusion de trous noirs.

« Nous savons que ces objets énigmatiques – les trous noirs et les étoiles à neutrons – existent, mais nous savons peu de choses sur les étoiles qui les deviennent. Nos découvertes fournissent des indices pour comprendre ces sources d’ondes gravitationnelles. »

Il a ajouté : « Au cours de la dernière décennie, les astronomes ont découvert que la binarité est un élément incroyablement important dans l’évolution stellaire. Nous allons désormais plus loin vers l’idée d’être plus complexe et de considérer trois étoiles.

« En fait », a déclaré Oudmaijer, « les triplés sont devenus les nouveaux binaires ».

Note: « main Les distinctions entre les étoiles binaires B et Be à des magnitudes plus petites sont révélées : Jonathan M Todd, René D Oudmaijer, Isaac C Radley, Miguel Vioque et Abigail J Frost, 12 octobre 2023, « Preuve d’un transfert de masse provoquant l’événement Be ». Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
DOI : 10.1093/mnras/stad3105

Isaac Radley, doctorant de l’Université de Leeds, et deux anciens universitaires de Leeds, les Drs. Miguel Vioque et Dr. dans les pays européens. Aux côtés d’Abigail Frost, doctorante de Leeds, M. Todd et le Prof. Oudmaijer est à l’origine de la découverte. Observatoire Austral au Chili. L’équipe a reçu un financement du Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC).

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