Rencontrez une micronova: les astronomes ont découvert un nouveau type de starburst

Les astronomes ont détecté des explosions thermonucléaires très locales provenant de la surface de trois étoiles naines blanches – des événements exceptionnellement de courte durée qu’ils ont surnommés « micronovas ». C’est semblable à une nova, sauf que ces explosions peuvent brûler une énorme quantité de matière en quelques heures, l’équivalent de 3,5 milliards des grandes pyramides de Gizeh. Selon les auteurs d’un nouveau document de recherche publié dans Nature, les micronovae pourraient être courantes dans l’univers ; C’est difficile à repérer car ça ne dure pas longtemps.

« Ce phénomène remet en question notre compréhension de la façon dont les explosions thermonucléaires se produisent dans les étoiles », Le co-auteur Simon Scaringi a déclaré :, astronome à l’Université de Durham au Royaume-Uni. « Nous pensions le savoir, mais cette découverte suggère une toute nouvelle façon d’y arriver. Cela montre à quel point l’univers est dynamique. »

Les astronomes connaissent la nova depuis des siècles. L’astronome du XVIe siècle Tycho Brahe a inventé le terme après avoir été témoin d’une supernova en 1572, la décrivant dans son traité. De Nova Stella (« En ce qui concerne la nouvelle étoile »). Les deux termes ont été utilisés de manière interchangeable jusqu’aux années 1930, lorsque les chercheurs ont commencé à faire la distinction entre les événements, car leurs causes et leurs énergies semblaient très différentes. Les novas sont généralement le résultat, pas de nouvelles étoiles, comme leur nom l’indique, mais les restes d’anciennes étoiles connues sous le nom de naines blanches.

Le processus commence par un système binaire, dans lequel l’une des deux étoiles se transforme en une géante rouge, ne laissant que les restes du noyau d’une naine blanche en orbite avec l’autre étoile du système. Une naine blanche est incroyablement petite et dense car elle s’effondre si fort que ses électrons entrent en collision et se formentSubstance qui se décompose avec un électronFinalement, les électrons fournissent suffisamment de pression externe pour empêcher l’étoile de s’effondrer.

L’une des premières étoiles naines blanches découvertes 40 eridani b, avec une densité plus de 25 000 fois la densité du Soleil, emballé dans un volume beaucoup plus petit (à peu près la taille de la Terre) – une découverte observationnelle que les astronomes considéraient initialement comme impossible. La deuxième naine blanche, Sirius B (en orbite autour de l’étoile Sirius), a été détectée peu de temps après et est apparue incroyablement dense. Comme l’a dit l’astronome Arthur Eddington en 1927 :

Nous apprenons à connaître les étoiles en recevant et en interprétant les messages que leur lumière nous apporte. Le message compagnon de Sirius a couru lorsqu’il a été décodé : « Je suis fait d’une substance 3 000 fois plus dense que tout ce que j’ai jamais rencontré ; une tonne de ma substance sera une petite pépite que vous pourrez mettre dans une boîte d’allumettes. » Quelle réponse peut-on donner à un tel message ? La réponse que la plupart d’entre nous avons donnée en 1914 était « Tais-toi. Ne dis pas de bêtises. »

Bien sûr, ce n’était pas du tout absurde, comme les scientifiques l’ont finalement confirmé. Les propriétés uniques des étoiles naines blanches sont à l’origine des novae. Si une naine blanche est suffisamment proche de son étoile compagne, elle commence à puiser de la matière (généralement de l’hydrogène) de l’atmosphère extérieure de son étoile compagne. L’hydrogène tombe à la surface de la naine blanche surchauffée et ses atomes fusionnent en hélium lors d’une explosion thermonucléaire. Pour une nova, cela se produit sur toute la surface de l’étoile, produisant une lumière vive et intense qui peut être observée pendant plusieurs semaines.

Ainsi, Scaringi et ses collègues astronomes ont été surpris de trouver des éclairs lumineux semblables à des supernovas qui n’ont duré que quelques heures lors de l’analyse des données du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA. Lancée en 2018, la mission de TESS est de rechercher des planètes en dehors de notre système solaire en recherchant des creux périodiques dans la lumière des étoiles – preuve qu’une exoplanète pourrait orbiter autour d’une telle étoile.

Des investigations supplémentaires ont révélé deux autres événements similaires, que les astronomes ont surnommés micronovae. Deux de ces événements ont été observés sur des étoiles déjà connues pour être des naines blanches. L’équipe s’est appuyée sur des observations supplémentaires du Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral pour confirmer que le troisième était également une naine blanche.

Mais pourquoi ces explosions thermonucléaires sont-elles si étrangement localisées ? Un article de suivi publié dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society suggère qu’une micronova pourrait être causée par le piégeage magnétique de matière sur une naine blanche en croissance. Les champs magnétiques puissants de l’étoile déplacent le matériau vers les pôles magnétiques, entraînant une explosion thermonucléaire piégée par ces mêmes champs magnétiques.

Pour la première fois, nous avons maintenant vu que la fusion de l’hydrogène peut également se produire de manière locale. L’hydrogène carburant peut être contenu à la base des pôles magnétiques de certaines naines blanches, de sorte que la fusion ne se produit qu’à ces pôles magnétiques,  » Le co-auteur Paul Grout a déclaré :, astronome à l’Université Radboud aux Pays-Bas. « Cela entraîne l’explosion de bombes micronova, qui ont environ un millionième de la puissance d’une explosion de nova, d’où le nom de micronova. »

L’étape suivante consiste à identifier davantage d’événements de micronova pour vérifier cette hypothèse. « C’est censé être abondant; c’est vraiment difficile à trouver », a déclaré Skaringi. « Après avoir trouvé plus de micronovas, nous espérons pouvoir essayer de faire avancer nos théories sur la façon dont les explosions thermonucléaires se produisent réellement lorsque la matière est magnétiquement confinée à une naine blanche. »

DOI : Nature, 2022. 10.1038 / s41586-022-04495-6 (À propos des DOI).

Image de liste par ESO/M. Kornmeiser, El Calcada