Des astronomes pourraient avoir découvert un remarquable système stellaire binaire où une étoile semble avoir orbité à l’intérieur de son partenaire, offrant potentiellement une preuve d’une phase cruciale de l’évolution stellaire. Ce couple rare, situé à environ 455 années-lumière de distance, se compose d’un pulsar en rotation rapide et d’une étoile à hélium « dénudée », orbitant incroyablement près l’une de l’autre.
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Dévoilement d’un Étrange Duo Cosmique
Le système stellaire, connu sous le nom de PSR J1928+1815, a été étudié à l’aide du Télescope Sphérique à Ouverture de Cinq Cents Mètres (FAST) en Chine. La découverte est centrée sur un pulsar, qui est un type d’étoile à neutrons – le cadavre super dense d’une étoile massive qui a explosé en supernova. Imaginez presser quelque chose de plus lourd que notre Soleil dans une boule de la taille d’une ville – c’est une étoile à neutrons. Les pulsars sont des étoiles à neutrons qui tournent furieusement, balayant l’espace avec des faisceaux d’ondes radio comme un phare cosmique.
La compagne de ce pulsar est une étoile à hélium, pesant environ 1 à 1,6 fois la masse de notre soleil. Cette étoile a perdu la plupart, sinon la totalité, de ses couches d’hydrogène externes, laissant derrière elle un noyau principalement constitué d’hélium.
Ce qui rend cette paire si inhabituelle, c’est leur extrême proximité. Elles sont séparées par seulement environ 700 000 milles (1,12 million de kilomètres). Pour mettre cela en perspective, c’est environ 50 fois plus près que Mercure ne l’est du soleil. Parce qu’elles sont si proches, elles effectuent une orbite l’une autour de l’autre en seulement 3,6 heures.
Le Mystère de « l’Enveloppe Commune »
PSR J1928+1815 est classé comme un pulsar milliseconde, tournant près de 100 fois par seconde. Les pulsars millisecondes sont censés atteindre ces vitesses vertigineuses en se ‘nourrissant’ de matière arrachée à une étoile compagne. Ce ‘cannibalisme’ pousse également les étoiles à se rapprocher.
Les scientifiques ont longtemps théorisé que, à mesure que ce processus se déroule, le système binaire pourrait entrer dans une phase dramatique appelée « enveloppe commune ». Pendant cette période brève mais violente, l’étoile la plus petite (dans ce cas, le pulsar) orbiterait à l’intérieur des couches externes dilatées et gonflées de sa compagne plus grande. Alors que les simulations prédisent que cette phase est cruciale pour la formation de systèmes binaires rapprochés, les preuves observationnelles directes ont été rares – jusqu’à potentiellement maintenant.
Illustration d'un système stellaire binaire avec une étoile plus petite orbitant à l'intérieur des couches externes dilatées d'une étoile plus grande, représentant une enveloppe commune.
Preuves issues de l’Histoire Cosmique
À l’aide de modèles informatiques, les chercheurs ont reconstitué l’histoire probable de ce système binaire. Ils suggèrent que les étoiles ont commencé beaucoup plus éloignées, à environ deux fois la distance entre la Terre et le soleil. Alors que le pulsar siphonait de la matière, l’étoile la plus grande se serait dilatée, englobant finalement le pulsar dans une enveloppe commune. Le pulsar, orbitant au sein de cette enveloppe, aurait spiralé vers le noyau de sa compagne sur environ 1 000 ans, provoquant finalement l’éjection de l’enveloppe externe et laissant derrière lui le couple étroitement lié que nous observons aujourd’hui.
Trouver un système comme PSR J1928+1815 est incroyablement rare. Sur la base de leurs caractéristiques, les chercheurs estiment qu’un petit nombre seulement de tels systèmes, peut-être entre 16 et 84, pourraient exister dans toute notre galaxie, la Voie Lactée, qui contient des centaines de milliards d’étoiles. Cela fait de cette découverte un indice significatif pour comprendre les vies et les morts dramatiques des étoiles dans les systèmes binaires.
Les résultats ont été publiés dans la revue Science.
Une Fenêtre sur l’Évolution Stellaire
Cette découverte offre un aperçu alléchant des processus dynamiques et parfois violents qui façonnent les systèmes stellaires binaires. Trouver un système qui semble être la conséquence directe de la phase d’enveloppe commune prédite apporte un soutien solide à ce modèle crucial de l’évolution stellaire. De futures études de ce couple rare pourraient aider les astronomes à affiner leur compréhension de la manière dont les étoiles interagissent, évoluent et créent les systèmes fascinants que nous observons à travers le cosmos. Pour en savoir plus sur les étoiles, explorez nos articles sur les étoiles à neutrons et les pulsars.