13/04/2016

Découverte d'un couple d'étoiles hypervéloce

Une équipe d'astronomes allemands et américains vient de découvrir une étoile hypervéloce, ou plutôt un couple d'étoiles hypervéloce. C'est la première fois qu'une binaire avec une telle vitesse est observée.



Le couple d'étoiles en question est nommé PB3877, il est composé d'une étoile chaude et d'une étoile froide (30000° et 5000° respectivement). Elles se déplacent ensemble à une vitesse proche de la vitesse d'échappement de la Galaxie, plus exactement à la vitesse de 570 +-80 km/s dans le référentiel de la Galaxie. Jusqu'à présent, les seules étoiles observées avec de telles vitesses impliquant qu'elles vont s'échapper de l'attraction de la Galaxie, une vingtaine seulement, étaient toutes des étoiles seules. Ce résultat est donc une première et il remet également en cause le scénario généralement admis concernant l'origine de ces étoiles à haute vitesse, stipulant qu'elles seraient issues d'une éjection par le trou noir supermassif situé au centre de notre Galaxie. Hors, ici, s'agissant d'un couple d'étoiles se tournant l'une autour de l'autre en une centaine de jours et toutes les deux animées de la même vitesse par rapport au centre de la Galaxie, le scénario de l'éjection du trou noir est impossible. En effet, si c'était le cas, le couple d'étoiles aurait été disloqué, les deux étoiles se retrouvant séparées à jamais.
Illustration de la position actuelle et de la trajectoire de PB3877,
étoile binaire hypervéloce
(Thorsten Brand)
Par ailleurs, les chercheurs sont sûrs que PB3877 n'est pas passée à proximité du centre galactique, sa trajectoire ne correspondant pas. D'autres idées pouvant produire des étoiles hypervéloces ont été envisagées comme des collisions stellaires ou l'effet d'un supernova, mais là encore, le couple n'aurait pas résisté...
PB3877 a été découverte en tant qu'étoile hypervéloce en 2005, année où furent découvertes les trois premières étoiles hypervéloces de notre galaxie. Mais les chercheurs n'avaient pas remarqué la présence d'une compagne à l'époque. C'est à partir de nouvelles observations spectrométriques effectuées sur le télescope de 10 m Keck II à Hawaï puis avec le VLT de 8,2 m de l'ESO au Chili que Péter Németh et ses collaborateurs ont découvert la présence de faibles raies d'absorption qui ne pouvaient pas appartenir à l'étoile chaude PB3877. Il y avait là en plus de l'étoile chaude, une compagne beaucoup plus froide. L'étoile chaude a une faible masse (0,5 masse solaire), tandis que la compagne froide est 7 fois plus massive que le soleil. Le couple se trouve aujourd'hui à 18000 années-lumière de nous.
Une solution possible pouvant expliquer cette binaire hors du commun serait qu'elle proviendrait d'une autre galaxie, en ayant subi une accélération graduelle et prolongée menant à cette vitesse. Un tel scénario permet de conserver l'intégrité du couple. Les régions externes de la Voie Lactée sont connues pour contenir divers courants d'étoiles que l'on pense être des résidus de galaxies naines qui auraient été déstructurées par les forces de marée gravitationnelle de notre Galaxie. Ce n'est pour le moment qu'une hypothèse qu'il faut creuser.

La binaire PB3877 pourrait néanmoins restée liée à la Voie Lactée. Tout dépend de la quantité de matière noire qui est réellement présente dans le halo galactique. Les calculs effectués par Németh et ses collègues indiquent que ce serait le cas uniquement dans le cas où la Voie Lactée possède la quantité maximale de matière noire envisageable dans les modèles. Le suivi de cette binaire sur de longues durées pourrait ainsi fournir quelques indications sur le contenu massif de notre galaxie.

L'équipe de Németh poursuit ses recherches, à la fois sur PB3877 pour mieux caractériser ses paramètres orbitaux, et aussi pour essayer de trouver d'autres étoiles ayant le même type de trajectoire, qu'elles soient seules ou binaires, afin de confirmer une origine extragalactique.

Source : 

AN EXTREMELY FAST HALO HOT SUBDWARF STAR IN A WIDE BINARY SYSTEM
Péter Németh et al.
The Astrophysical Journal Letters, Volume 821, Number 1 (2016 April 11)

2 commentaires :

Youx a dit…

Bonjour Eric,
Les simulations de collision de galaxies montrent que des bras entiers peuvent être éjectés au loin.
N'y a-t-il pas ainsi des étoiles parcourant l'espace intergalactique, pouvant se rapprocher de l'une ou l'autre galaxie mais sur des orbites hyperboliques?

Dr Eric SIMON a dit…

Oui, c'est tout à fait possible. Dans le cas de cette binaire, si elle est issue d'une telle collision, elle viendrait de très loin, la collision galactique la plus proche n'étant pas dans notre proche voisinage spatio-temporel...