Découverte de quatre naines blanches cachées à proximité de la Terre
Des astronomes ont confirmé la présence de quatre naines blanches auparavant invisibles dans des systèmes binaires proches de la Terre. Chaque système se trouve à moins de 65 années-lumière, et l’un d’eux abrite la neuvième naine blanche la plus proche du Soleil.
Ces découvertes ont été réalisées par des chercheurs de l’Université de Warwick et de l’Université du Colorado à Boulder. Leurs résultats ont été publiés dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society (MNRAS).
Naines blanches dissimulées par des compagnons plus brillants
Chaque naine blanche orbite aux côtés d’une naine rouge. En raison de la taille et de la luminosité de ces dernières, les systèmes semblaient ne contenir qu’une seule étoile lorsqu’ils étaient observés en lumière visible. Les nouvelles observations ont révélé que les quatre naines rouges proches cachaient en réalité des compagnons nains blancs.
Dr. Mairi O’Brien, chercheuse à l’Université de Warwick, a déclaré : « Les naines blanches isolées à proximité sont généralement faciles à détecter, mais nous n’avons pas pu voir ces quatre étoiles directement dans les longueurs d’onde visibles car leurs compagnons nains rouges éteignaient leur lumière. Cela nous rappelle qu’il existe encore des surprises à découvrir dans notre propre voisinage cosmique si nous observons de la bonne manière et aux bonnes longueurs d’onde. »
Malgré des décennies de catalogage minutieux des étoiles proches du Soleil, les naines blanches dans de tels systèmes demeurent difficiles à détecter. Les quatre systèmes ont attiré l’attention en raison d’un mouvement radial prononcé de leurs étoiles visibles.
Ce mouvement se produit lorsqu’une étoile se déplace légèrement vers la Terre et en s’en éloignant en raison de l’attraction gravitationnelle d’un objet massif invisible. Ce mouvement a suggéré que chaque naine rouge avait un compagnon caché.
Données ultraviolettes du télescope Hubble révélant les étoiles
Les chercheurs ont utilisé des données de spectrographe ultraviolet du télescope spatial Hubble pour examiner ces quatre systèmes de manière plus approfondie. Les naines blanches sont généralement plus faciles à reconnaître en lumière ultraviolette. Cependant, les naines rouges peuvent produire des éruptions puissantes qui imitent le signal ultraviolet d’une naine blanche, rendant la confirmation plus complexe.
Pour distinguer les véritables signaux des effets des éruptions stellaires, l’équipe a développé des méthodes de calibration spécialisées. Cette analyse a confirmé officiellement que tous les quatre systèmes contenaient des étoiles naines blanches.
Une naine blanche cachée pendant 27 ans
L’un des systèmes, G 203-47, s’est révélé particulièrement déroutant. Bien qu’il se trouve à seulement 25 années-lumière, les astronomes ont mis 27 ans après avoir détecté son mouvement radial pour identifier la naine blanche cachée. Cet objet est désormais reconnu comme la neuvième naine blanche la plus proche du Soleil.
G 203-47 se comporte également différemment des systèmes binaires similaires. Sa naine rouge met plus de 100 jours à effectuer une rotation, alors qu’elle orbite autour de la naine blanche en 14,9 jours. Normalement, l’interaction gravitationnelle entre deux étoiles en orbite rapprochée devrait synchroniser leur mouvement par un verrouillage de marée. Dans le cas de G 203-47, la naine rouge tourne beaucoup trop lentement pour être synchronisée avec son orbite.
Dr. David Wilson, chercheur associé à l’Université du Colorado à Boulder, a déclaré : « Ce qui est fascinant, c’est que G 203-47 ne devrait pas tourner aussi lentement s’il s’était formé de la même manière que des systèmes similaires. Cela suggère que ces binaires ont eu des histoires évolutives très différentes. Certains ont subi des interactions violentes et prolongées qui les ont verrouillés par marée. D’autres, comme G 203-47, ont connu des rencontres plus douces et plus brèves qui les ont laissés dans cet état inhabituel. »
Indices sur l’évolution des étoiles binaires
La rotation inhabituelle de G 203-47 suggère que tous les systèmes de naines blanches et de naines rouges ne se sont pas développés par le même processus. Certains systèmes ont pu vivre des interactions longues et intenses au début de leur histoire, entraînant un verrouillage par marée des étoiles. D’autres ont interagi pendant une période plus courte et avec moins de force, laissant leurs rotations non synchronisées.
Ces quatre découvertes ont également permis aux astronomes de réviser le recensement des naines blanches dans un rayon de 20 parsecs (65 années-lumière). Des modèles de population antérieurs avaient prévu qu’environ 4 à 5 systèmes binaires de naines blanches et de naines rouges devaient exister dans cette région. Les chercheurs ont identifié exactement quatre, correspondant étroitement à ces estimations théoriques.
D’autres naines blanches cachées pourraient être à proximité
Ces découvertes ne complètent peut-être pas le tableau. La plupart des naines rouges proches n’ont pas encore été systématiquement examinées à la recherche de compagnons nains blancs cachés. Le professeur Pier-Emmanuel Tremblay, du groupe d’Astronomie et d’Astrophysique de l’Université de Warwick, a déclaré : « Environ 30 % des naines rouges dans un rayon de 20 parsecs ont été systématiquement étudiées pour détecter des compagnons nains blancs cachés. Nous pensons qu’il pourrait y avoir jusqu’à 9 ou 10 systèmes binaires supplémentaires dans notre environnement stellaire local qui n’ont pas encore été découverts. Si nous concentrons nos efforts sur l’observation des naines rouges, nous pourrions découvrir d’autres surprises comme celle-ci. »
(Source : Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)
