Des astrophysiciens de Russie et d'Italie ont découvert la nature du mystérieux système binaire HD 49798 dans la constellation de Poppa, prouvant que l'un de ses habitants est une jeune naine blanche dont la matière se contracte progressivement, et non une étoile à neutrons, comme le croyaient certains scientifiques. Leurs résultats ont été publiés dans la revue MNRAS.
«Cette découverte a deux implications importantes. D'une part, il y avait un système mystérieux. Depuis plusieurs années, les astronomes se disputent sur ce qu'il y a - une naine blanche ou une étoile à neutrons? Nous l'avons expliqué, même si, peut-être, ce n'est pas si important pour l'astrophysique en général. En termes d'importance, la découverte peut être comparée à la divulgation d'un crime rusé dans un roman policier - bien que l'événement soit assez local, le spectateur est toujours intéressé », déclare Sergei Popov, astrophysicien à l'Institut astronomique d'État Sternberg de l'Université d'État de Moscou.
La vie de la plupart des étoiles relativement petites, de taille similaire au Soleil, ne se termine pas par une explosion de supernova, mais par la transformation en une naine blanche - un petit morceau extrêmement dense de matière exotique surchauffée qui continue de briller pendant plusieurs centaines de millions d'années en raison de la chaleur emprisonnée dans leurs profondeurs.
Les scientifiques ont longtemps cru que les jeunes naines blanches rétrécissaient progressivement après que les coquilles extérieures d'une étoile décédée aient été perdues, "perdant du poids" de plusieurs centaines de kilomètres au cours du premier million d'années de leur existence indépendante. La preuve de cela, comme l'explique Popov, n'a pas encore été trouvée, car la plupart des naines blanches que nous connaissons ont beaucoup plus d'un million d'années et les astronomes ne disposaient pas de données précises sur leur diamètre pour «voir» ce processus de compression.
Les astrophysiciens russes et italiens, dirigés par Popov, ont pu obtenir la première preuve qu'une telle compression se produit réellement en observant la mystérieuse étoile double HD 49798 dans la constellation de Korma, à environ 2100 années-lumière de nous.
L'objet a été découvert en 1964 par des astronomes argentins, qui pensaient initialement avoir affaire à un sous-nain blanc inhabituel, qui contenait inhabituellement peu d'hydrogène à l'intérieur. Plus tard, les scientifiques ont découvert que HD 49798 est une étoile double, dont l'une des moitiés est une étoile «normale» et l'autre est une étoile à neutrons ou une naine blanche.
La controverse a été causée par la vitesse de rotation inhabituellement élevée du deuxième objet - il effectue une révolution autour de son axe en seulement 13 secondes. C'est normal pour les étoiles à neutrons, mais une anomalie record de naine blanche qui est difficile à expliquer.
De plus, des scientifiques ont récemment découvert que la rotation de la seconde moitié du HD 49798 s'accélère, ce qui indique probablement qu'une naine blanche ou une étoile à neutrons «vole» activement de la matière à son voisin, l'accumulant à sa surface. Ceci est extrêmement difficile à expliquer dans le contexte des deux versions de la nature de cette étoile, qui a conduit encore plus les astronomes dans une impasse.
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Les astrophysiciens russes ont trouvé une explication à toutes ces bizarreries en attirant l'attention sur la façon dont les propriétés des étoiles changent lorsqu'elles se transforment en étoiles à neutrons et en naines blanches.
L'un et l'autre processus ont une chose en commun: le volume de l'étoile diminue fortement et sa densité augmente fortement. Une diminution du volume d'une étoile, conformément à la loi «scolaire» de conservation du moment cinétique, conduira au fait que la vitesse de sa rotation augmentera.
Ainsi, l'augmentation rapide de la vitesse de rotation de la seconde moitié du HD 49798 peut s'expliquer par le fait que cette étoile se contracte et que son volume diminue progressivement. Guidé par cette idée, Popov et son équipe ont calculé comment une naine blanche de taille et d'âge similaires devrait rétrécir, et ont comparé le modèle informatique avec des données réelles.
Comme ces calculs l'ont montré, une naine blanche âgée de 2 millions d'années devrait être comprimée à une vitesse d'environ un centimètre par an, ce qui correspond idéalement à la vitesse à laquelle la vitesse de rotation de la seconde moitié du HD 49798 augmente. Par conséquent, nous pouvons dire que maintenant les astronomes ont un exemple de «jeune La naine blanche, dont les auteurs espèrent l'étude, nous aidera à mieux comprendre leur nature.
«Il y a aussi un deuxième sens de la découverte. Pendant des décennies, il était clair que les jeunes naines blanches se contractaient. Nous n'avons jamais vu la phase de compression proprement dite "en direct". Et le caractère unique du système que nous avons observé était que la naine blanche était comme «illuminée» en raison du flux de matière provenant d'une étoile proche. Plus important encore, il a été éclairé si proprement qu'il n'a pas affecté sa rotation, et c'est la rareté du système. Dans d'autres paires de naines blanches et d'étoiles de la séquence principale, l'accrétion est beaucoup plus puissante: elle détermine déjà la rotation de la naine blanche, ce qui rend impossible de remarquer la «beauté de la compression» », conclut Popov.
