Nous avons découvert un système à trois étoiles, qui en avait autrefois quatre : comprenez

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A quelques reprises, nous avons déjà parlé ici de systèmes stellaires tertiaires, c’est-à-dire d’un système de trois étoiles organisées au sein d’une orbite hiérarchisée. Ils ne sont pas si rares, mais selon les astronomes au Danemark, le système connu sous le nom de « CIT 470710327” est unique parmi ses pairs parce que… eh bien, parce qu’il avait quatre étoiles, jusqu’à ce que l’une soit engloutie par les autres.

La découverte est venue d’observations et d’hypothèses, qui ont donné des détails étranges : contrairement à d’autres systèmes à trois étoiles, TIC 470710327 a des étoiles beaucoup plus massives que d’habitude pour quelque chose de ce type – d’où l’attraction gravitationnelle partagée qu’elles partagent les rend beaucoup plus proches les unes des autres, ce qui… n’a pas beaucoup de sens d’un point de vue astronomique.

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Illustration de ce à quoi pouvait autrefois ressembler « TIC 470710327 » avec ses quatre étoiles d’origine : aujourd’hui, cependant, le système est composé de trois étoiles, dont l’une a avalé sa sœur (Image : NASA/JPL-Caltech/UCLA)

À première vue, TIC 470710327 apparaît comme n’importe quel autre système tertiaire : deux étoiles partagent un centre de masse qui les fait tourner l’une autour de l’autre, et une troisième étoile a une orbite plus ouverte, « entourant » les deux précédentes. Cela porte d’ailleurs un nom : « projection d’orbite hiérarchique ».

La paire binaire principale au centre a une masse combinée de 12 fois celle du Soleil et prend un peu plus d’une journée pour effectuer une orbite complète. L’étoile « extérieure » est encore plus massive – environ 16 fois notre étoile – et a une vitesse d’orbite d’environ 52 jours ou, comme certains astronomes préfèrent l’appeler, « rapidement rapide ».

« Pour autant que nous sachions, c’est le premier du genre à être détecté », a déclaré Alejandro Vigna-Gomez, auteur principal d’une étude de système et astrophysicien à l’Institut Niels Bohr de l’Université de Copenhague au Danemark.

À l’origine, le système à trois étoiles a été découvert par un astronome amateur, qui analysait diverses données de la Satellite d’étude d’exoplanètes en transit (TESS) de la NASA. Ce n’est que lorsqu’il a donné les données aux scientifiques que la nature tertiaire a été remarquée, avec une luminosité intense qui l’a fait ressortir parmi d’autres objets. Dans le même temps, l’immense masse du système a été notée, ce qui a intrigué l’équipe danoise à se demander comment il s’est formé.

Et de là, ils ont tiré trois possibilités :

  • L’étoile extérieure est venue en premier, et les deux intérieures plus tard : le scénario le plus improbable, étant donné que la plus grande étoile expulserait ou absorberait probablement le matériau qui a formé les deux autres.
  • Les trois étoiles se sont formées séparément et ont orbité à proximité jusqu’à ce qu’elles se rejoignent : ce serait d’ailleurs difficile car, en pratique, cela placerait l’étoile la plus massive au centre du système, ce qui n’est pas le cas.
  • Le système tertiaire était en fait deux systèmes binaires : cette hypothèse intéressante apporte une plus grande fiabilité, affirmant que l’étoile extérieure avait aussi une « sœur », qui a fini par être absorbée, formant l’étoile la plus massive que nous identifions actuellement.

En concevant des simulations prenant en compte les trois scénarios, les scientifiques danois ont conclu que la troisième option expliquait le mieux la masse accrue et l’orbite compacte du système à trois étoiles.

Désormais, l’équipe entend poursuivre les recherches afin d’identifier des occurrences similaires en d’autres points de l’espace : « Ce que nous voulons vraiment savoir, c’est si ce type de système est très courant ou non dans notre univers », a déclaré Bin Liu, qui signe la coopération -paternité de l’étude. « Peut-être y a-t-il d’autres systèmes compacts enfouis dans ces données. »

Un article sur la découverte a été publié dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

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