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Le système stellaire inhabituel produit plus de bourdonnement et moins de détonations lorsqu’il explose en supernova.
La faible explosion, connue sous le nom de supernova “ultra-abstraite”, a conduit les chercheurs à localiser les deux étoiles à 11 000 années-lumière de la Terre.
Il s’agit de la première détection confirmée d’un système stellaire qui créera un jour une kilonova – lorsque des étoiles à neutrons entrent en collision et explosent, lançant de l’or et d’autres éléments lourds dans l’espace. On pense que cette rare paire d’étoiles n’est qu’une des quelque 10 étoiles de la Voie lactée.
Les inventions sont venues il y a longtemps.
En 2016, l’observatoire Neil Gehrels Swift de la NASA a détecté un grand flash de rayons X, qui provenait de la même région du ciel que l’étoile chaude et brillante Be.
Les astronomes voulaient savoir si les deux pouvaient être liés, alors les données ont été prises à l’aide du télescope de 1,5 mètre de l’Observatoire interaméricain de Cerro Tololo dans le nord du Chili.
Une personne intéressée à utiliser ces données pour en savoir plus sur l’étoile est le Dr. Noel Richardson, qui est maintenant professeur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université aéronautique Embry-Riddle.
En 2019, Clarissa Pavao, étudiante de premier cycle à l’université, a appelé Richardson alors qu’elle suivait un cours d’astronomie pour lui demander si elle avait un projet sur lequel elle pourrait travailler pour acquérir de l’expérience dans la recherche astronomique. Il a partagé avec lui les données du télescope et pendant la pandémie, Pavao a appris à travailler avec les données des télescopes au Chili et à les nettoyer pour réduire la distorsion.
“Un télescope regarde une étoile et capte toute la lumière afin que vous puissiez voir de quels éléments l’étoile est composée – mais les étoiles Be ont tendance à avoir un disque de matière autour d’elles”, a déclaré Pavao. “Il est difficile de voir toutes ces choses de première main.”
Il a envoyé ses premiers résultats – qui ressemblaient à des dispersions – à Richardson, qui s’est rendu compte qu’il avait défini des orbites pour plusieurs systèmes stellaires. Des observations de suivi les ont aidés à vérifier l’orbite du système stellaire binaire, appelé CPD-29 2176.
Mais cette orbite n’est pas celle à laquelle ils s’attendaient. Habituellement, les étoiles binaires tournent les unes autour des autres sur des orbites elliptiques. À CPD-29 2176, une étoile orbite autour d’une autre selon un motif circulaire qui se répète tous les 60 jours.
Les deux étoiles, l’une plus grande et l’autre plus petite, tournent l’une autour de l’autre sur des orbites très proches. Au fil du temps, a déclaré Richardson, la plus grande étoile a commencé à libérer son propre hydrogène, libérant de la matière dans la plus petite étoile, qui est passée de 8 ou 9 fois la masse de notre soleil à 18 ou 19 fois la masse de notre soleil. A titre de comparaison, la masse du Soleil est 333 000 fois celle de la Terre.
L’étoile primaire devient de plus en plus petite au fur et à mesure de la construction de l’étoile secondaire – et au moment où elle utilise tout son carburant, il n’y en a plus assez pour créer une supernova massive et énergique pour lancer le matériau restant dans l’espace.
Au lieu de cela, les explosions ressemblaient plus à des feux d’artifice qui ne s’allumaient pas.
“L’étoile était tellement épuisée que l’explosion n’avait pas assez d’énergie pour propulser son orbite dans la forme elliptique caractéristique vue dans des binaires similaires”, a déclaré Richardson.
Ce qui reste après la supernova est un vestige dense connu sous le nom d’étoile à neutrons, qui orbite maintenant autour de l’étoile massive en rotation rapide. La paire d’étoiles restera dans une configuration stable pendant environ 5 à 7 millions d’années. Lorsque la masse et le moment cinétique ont été transférés à l’étoile Be, celle-ci libère un disque de gaz pour maintenir l’équilibre et s’assurer qu’elle n’éclate pas.
Finalement, l’étoile secondaire brûlera également son carburant, se dilatant et libérant de la matière tout comme la première étoile l’a fait. Mais ce matériau ne s’accumule pas facilement dans une étoile à neutrons, donc à la place, le système stellaire projette le matériau dans l’espace. L’étoile secondaire connaîtra probablement une supernova similaire et se transformera en étoile à neutrons.
Au fil du temps – très probablement plusieurs milliards d’années – les deux étoiles à neutrons fusionneront et finiront par exploser dans un rayon. kilonovalibérant des éléments lourds comme l’or dans l’univers.
« Ces éléments lourds nous permettent de vivre comme nous le faisons. Par exemple, la plupart de l’or est créé par des étoiles qui ressemblent aux restes de supernovas ou d’étoiles à neutrons dans les systèmes binaires que nous étudions. L’astronomie approfondit notre compréhension du monde et de notre place dans celui-ci.”
“Quand nous regardons ces choses, nous regardons vers le passé”, a déclaré Pavao. « Nous en apprenons beaucoup plus sur la cosmogonie, qui nous dira où se dirige notre système solaire. En tant qu’êtres humains, nous commençons avec le même élément que ces étoiles.
Une étude détaillant leurs conclusions a été publiée mercredi dans la revue d’accord.
Richardson et Pavau travaillent également en étroite collaboration avec le physicien Jean J. Eldridge de l’Université d’Auckland en Nouvelle-Zélande, qui est un expert des systèmes d’étoiles binaires et de leur évolution. Eldridge a examiné des milliers de modèles d’étoiles binaires et a estimé qu’il pourrait n’y en avoir que 10 dans l’ensemble de la Voie lactée qui sont similaires à ceux de leur étude.
Ensuite, les chercheurs veulent travailler pour en savoir plus sur Be Star lui-même et espèrent faire des observations de suivi avec le télescope spatial Hubble. Pavau souhaite également obtenir son diplôme et continuer à travailler dans la recherche en astrophysique en utilisant ses compétences nouvellement acquises.
“Je n’aurais jamais pensé que je ferais l’histoire de l’évolution de plusieurs systèmes stellaires et supernovae”, a déclaré Pavau. “C’était un projet incroyable.”
