Quand les étoiles voyagent

Certaines étoiles particulièrement massives s’éloignent au cours de leur vie de leur lieu de formation initial. Il existe actuellement deux explications connues à ces étoiles dites en fuite : des explosions stellaires ou une trop grande proximité avec un autre système stellaire. Les chercheurs ont maintenant trouvé un moyen d’identifier à quelle catégorie appartiennent les valeurs aberrantes. Comme l’écrivent les chercheurs dans l’« Astrophysical Journal », les deux phénomènes sont parfois responsables de l’emballement.

Lorsque des étoiles fugaces se forment, les systèmes binaires jouent souvent un rôle important, comme deux étoiles en orbite l’une autour de l’autre. Si l’une d’elles explose en supernova massive à la fin de sa vie, l’onde de choc peut projeter l’autre étoile hors du système. Parfois, dans de tels cas, les deux corps célestes quittent ensemble l’amas de naissance, c’est-à-dire l’amas d’étoiles dans lequel ils se sont formés : l’un d’eux sous la forme d’une étoile à neutrons ou d’un trou noir laissé derrière lui lors de l’explosion. Alternativement, des étoiles en fuite peuvent se former lorsque deux systèmes stellaires se rapprochent si près que leur gravité catapulte les étoiles individuelles.

Pour clarifier lequel des deux phénomènes domine et en quoi les étoiles en fuite d’origines différentes diffèrent, l’équipe de recherche dirigée par Grant Phillips de l’Université du Michigan a examiné 300 valeurs aberrantes possibles dans le Petit Nuage de Magellan, une galaxie naine proche. À l’aide des données du vaisseau spatial Gaia, Phillips et son équipe ont calculé la direction et la vitesse des fuyards, qui voyagent parfois seuls et parfois par paires.

La vitesse révèle ce qui s’est passé

Tout d’abord, les astronomes ont observé les étoiles binaires éjectées ensemble de leur amas de naissance. La classification est ici particulièrement simple : si l’un des deux objets n’est pas une étoile normale, mais un trou noir ou une étoile à neutrons, ils doivent avoir été projetés loin de leur emplacement d’origine par une supernova. Cependant, si les deux objets sont des étoiles, aucun d’eux n’a peut-être encore explosé – ils ont donc quitté l’amas de naissance parce qu’ils se sont trop rapprochés d’un troisième objet.

Sur la base des données, les chercheurs ont découvert que les valeurs aberrantes des supernovas étaient en moyenne plus lentes. Dans un deuxième temps, ils ont pu classer individuellement les étoiles volant autour : ils ont comparé la vitesse des étoiles avec les systèmes binaires. Ils ont également trouvé une explication aux étoiles qui sortent du modèle parce qu’elles se déplacent un peu plus vite que les valeurs aberrantes typiques des supernovas : un autre système les faisait se déplacer avec leur étoile partenaire ; puis la supernova du partenaire leur a donné un deuxième coup de pied.

Étonnamment, les étoiles devenues aberrantes en raison de leur proximité peuvent avoir deux vitesses légèrement différentes. Afin d’expliquer enfin cet effet, les chercheurs souhaitent maintenant mener des investigations plus approfondies.