Découverte de petites explosions appelées micronovae sur des étoiles mortes
Avec l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’Observatoire européen austral (ESO), une équipe d’astronomes a observé un nouveau type d’explosion stellaire qu’ils ont baptisé « micronova ». Bien qu’il s’agisse d’une petite cousine de la nova classique, elle n’en est pas moins puissante et peut brûler environ 3,5 milliards de pyramides de Gizeh de matière stellaire en quelques heures seulement.
Image d’entête : représentation artistique de l’explosion d’une micronova depuis la base du courant d’accrétion au pôle magnétique d’une naine blanche en accrétion dans un système stellaire binaire. (Mark Garlick/ Université de Durham)
Dans une nova classique, une étoile naine blanche en accrétion forme une couche d’hydrogène frais qui recouvre toute sa surface. Lorsque cette couche atteint des températures et des pressions suffisamment élevées, elle s’enflamme de manière thermonucléaire. Le système entier devient alors beaucoup plus lumineux pendant des semaines ou des mois.
Pendant ce temps, l’explosion d’une micronova est créée dans un système stellaire binaire rapproché composé d’une naine blanche et d’une étoile de la séquence principale, d’une sous-géante ou d’une géante rouge. Les micronovae sont des explosions similaires, mais à plus petite échelle et plus rapides, ne durant que quelques heures. Ces petites explosions se produisent sur certaines naines blanches dotées de champs magnétiques puissants, qui canalisent la matière vers les pôles magnétiques de l’étoile.
Cette représentation artistique montre un système à deux étoiles où des micronovae peuvent se produire. Le disque bleu qui tourbillonne autour de la naine blanche brillante au centre de l’image est constitué de matière, principalement de l’hydrogène, volée à son étoile compagne. Vers le centre du disque, la naine blanche utilise ses puissants champs magnétiques pour canaliser l’hydrogène vers ses pôles. Lorsque la matière tombe sur la surface chaude de l’étoile, elle déclenche une explosion de micronova, contenue par les champs magnétiques à l’un des pôles de la naine blanche. (ESO/ M. Kornmesser, L. Calçada)
Pour les chercheurs, dirigés par Simone Scaringi, professeure adjointe au Centre d’astronomie extragalactique de l’université de Durham (Royaume-Uni), les novæ classiques sont quelque peu similaires aux micronovae. Dans ces dernières, en raison du fort champ magnétique de la naine blanche, les cherchent estiment que l’accrétion est limitée aux seuls pôles magnétiques de la naine blanche. Cela permet à l’hydrogène frais d’atteindre une température et une pression suffisamment élevées pour s’enflammer de manière thermonucléaire beaucoup plus rapidement. Ces événements brûlent environ un million de fois moins de masse que les novae classiques, et sont par conséquent environ un million de fois moins brillant que les novae classiques.
L’équipe a découvert ces mystérieuses micro-explosions en analysant les données du satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA. Au cours de leurs recherches, ils ont trouvé quelque chose d’étonnant, un flash de lumière optique brillant qui a duré quelques heures. Ils ont fini par observer trois micronova en tout avec TESS, dont deux provenaient de naines blanches, mais la troisième a nécessité des observations supplémentaires avec l’instrument X-shooter du VLT de l’ESO pour confirmer son statut de naine blanche.
Bien qu’ils n’aient été découverts que maintenant, les chercheurs pensent que les micronovae sont un phénomène courant dans notre Univers.
Selon Simone Scaringi :
Nous pensons qu’elles peuvent être assez courantes dans une naine blanche magnétique en accrétion, et peut-être un phénomène observé sur celles qui ont des masses de naine blanche relativement élevées. Ils sont juste très difficiles à saisir en action : il faut regarder au bon endroit et au bon moment, sinon vous les manquerez complètement !
La découverte des micronovae vient s’ajouter au répertoire des explosions stellaires connues. L’équipe souhaite maintenant capturer davantage de ces événements insaisissables, ce qui nécessite des relevés astronomiques à grande échelle et des mesures de suivi rapides.
Toujours selon Scaringi :
Nous avons déjà une étude de suivi détaillant le modèle théorique dont nous disposons pour déclencher les micronovae. Maintenant que nous savons, plus ou moins, ce qu’il faut rechercher, le défi sera d’en trouver davantage et d’utiliser ces nouvelles observations pour tester et affiner nos modèles actuels. Je pense que cela montre à quel point l’Univers est dynamique. Ces micronovas sont des flashs lumineux rapides, qui peuvent être très courants dans l’univers. Cela montre également que les explosions thermonucléaires peuvent se produire dans des zones localisées (par opposition à la surface entière) des naines blanches, ce qui était inattendu et surprenant.
La découverte a été publiée dans Nature : Localized thermonuclear bursts from accreting magnetic white dwarfs et présentée sur le site de l’Observatoire européen austral : Les astronomes découvrent les micronovae, un nouveau type d’explosion stellaire.
