Il y a quelque chose de poignant et de hanté chez les anciens astronomes documentant des choses dans le ciel dont ils ne pouvaient que deviner la nature. C’est vrai dans le cas du Père Dom Anthelme, qui en 1670 a vu une étoile éclater soudainement près de la tête de la constellation du Cygne, le Cygne. L'objet a été visible à l'œil nu pendant deux ans, alors qu'il s'évasait à plusieurs reprises dans le ciel. Puis il est devenu sombre. Nous appelons cet objet CK Vulpeculae.
Anthelme ne pouvait pas savoir ce qu'était l'objet, et les astronomes modernes ont également eu du mal à comprendre sa nature. Les astronomes modernes l'ont étiquetée comme une nova - une étoile qui s'illumine brillamment lorsqu'elle éjecte de la matière. Mais une nouvelle étude suggère que CK Vulpeculae est en fait un objet très rare; le reste d'une collision entre une naine blanche et une naine brune. Et Anthelme a été la première personne à en voir un.
Une équipe internationale d'astronomes a fait cette découverte en utilisant le télescope Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili. L'étude a été dirigée par des astrophysiciens de l'Université de Keele (Angleterre) et est publiée dans les avis mensuels de la Royal Astronomical Society. L'équipe comprenait deux professeurs de physique et d'astronomie à l'Université du Minnesota: Charles Woodward et Robert Gehrz.
Une naine blanche est l'état final d'une étoile comme notre Soleil. Une fois son carburant disparu, la naine blanche brille grâce à l'énergie thermique stockée. Il n'y a plus de fusion. Environ 97% des étoiles de la Voie lactée se termineront par des naines blanches.
Une naine brune est également connue comme une étoile ratée. C'est un objet qui n'a jamais pris suffisamment de masse pour déclencher la fusion. Ils représentent environ 15 à 75 fois la masse de Jupiter.
Dans le cas de CK Vulpeculae, les deux étoiles naines étaient des compagnons binaires qui se sont probablement mis en orbite pendant des milliards d'années. Cette configuration binaire est normale pour les étoiles et les astronomes pensent que la plupart des étoiles commencent de cette façon. Mais les étoiles binaires sont rarement des jumeaux identiques, et dans ce cas, le nain blanc était plus grand; dix fois plus grand. C'était un intimidateur gravitationnel.
"Il a été déchiqueté, et ses restes ont tourné en deux jets." - Prof. Charles Woodward, Collège des sciences et de l'ingénierie, Université du Minnesota.
Finalement, les deux étoiles sont entrées en collision et la naine brune a été détruite. Le professeur Charles Woodward de l'Université du Minnesota l'a décrit ainsi: «C'était comme si vous mettiez des fixations de salsa dans un mixeur et oubliez de mettre le couvercle. Le nain blanc était comme les lames du bas et le nain brun était les comestibles. Il a été déchiqueté et ses restes ont tourné en deux jets - comme un jet de goop tirant du haut de votre mélangeur pendant que vous cherchiez frénétiquement le couvercle. "
La naine brune a été déchirée par son grand frère blanc. Ses restes sont entrés en collision avec la surface de la naine blanche, et la gravité intense de la naine blanche a surchauffé le matériau de la naine brune. Cela a provoqué une «brûlure» thermonucléaire du matériau et l'éjection de molécules et d'isotopes. C'est la nature de la luminosité qu'Anthelme a vue il y a 348 ans, bien qu'il n'aurait jamais pu le deviner.
"De telles collisions pourraient contribuer à l'évolution chimique de notre galaxie et de notre univers." - Professeur Robert Gehrz, Université du Minnesota.
Le matériau éjecté est ce qui donne à CK Vulpecula sa forme de sablier. Dans l'image du télescope, la forme centrale compacte et brillante est la naine blanche, et le sablier est les restes de la naine brune. L'objet, également connu sous le nom de CK Vul, éjecte toujours du matériel à ce jour.
Les preuves de CK Vulpeculae
Un indice qu'il s'agit d'un résidu de collision se trouve dans les molécules organiques comme le formaldéhyde et l'alcool méthylique qui sont présentes dans le sablier. Ces molécules n'auraient jamais pu survivre à l'intérieur d'une étoile et devaient avoir été produites lors de la collision.
La quantité de poussière dans les débris est un autre indice. La poussière représentait environ un pour cent de la masse du Soleil, ce qui est beaucoup trop élevé pour une nova. "C'est trop élevé pour une explosion de nova classique et trop faible pour des fusions d'étoiles plus massives, comme cela avait été proposé plus tôt", a déclaré Sumner Starrfield, professeur à l'Arizona State University qui a participé à l'étude.
"Des collisions comme celle-ci pourraient contribuer à l'évolution chimique de notre galaxie et de notre univers", a noté Gehrz du Minnesota. "Le matériau éjecté voyage dans l'espace, où il est incorporé dans de nouvelles générations d'étoiles."
Plusieurs fois au cours de l'histoire, les astronomes ont observé des choses qu'ils ne pouvaient pas espérer comprendre. Ça se passe encore aujourd'hui. À notre époque moderne, nous sommes encore confondus par l'énergie sombre, la matière noire et les trous noirs.
Que penseront les générations futures de nos tentatives pour comprendre ce que nous voyons dans le ciel aujourd'hui? Bien que nos instruments soient beaucoup plus puissants et nos connaissances beaucoup plus détaillées, nous sommes toujours confrontés à un horizon au-delà duquel nous sommes ignorants. Comme Per Dom Anthelme, nous devons encore deviner certaines des choses que nous voyons dans le ciel.
- Communiqué de presse de l'AAAS: «Des chercheurs découvrent un nouveau type de collision stellaire»
- Document de recherche: «ALMA révèle les conséquences d'une fusion naine blanche-naine brune dans CK Vulpeculae»
- Communiqué de presse de l'Observatoire ALMA: «Quand une Nova n'est-elle pas une« Nova »? Quand un nain blanc et un nain brun se heurtent »
- Observatoire européen austral: «À travers le sablier»
