Un mystérieux rayon émanant d’une naine blanche

Un mystérieux rayon émanant d’une naine blanche
Sur cette vue d’artiste figure l’étrange objet AR Scorpii. Dans ce système unique d’étoiles double, une naine blanche (à droite) dotée d’une rotation rapide accélère les électrons à une vitesse proche de celle de la lumière. Ces particules de haute énergie libèrent un rayonnement qui vient fouetter l’étoile compagnon, une naine rouge (à gauche), et entraîne le système dans son ensemble dans un intense régime de pulsations d’une périodicité de 1,97 minute, accompagné d’une émission de rayonnement s’étendant de l’ultraviolet au domaine radio. M. Garlick/University of Warwick/ESO

Des astronomes ont découvert un nouveau type d’étoile binaire exotique dans lequel une naine blanche darde un énigmatique rayon d’électrons sur son compagon, une naine rouge.

En mai 2015, un groupe d’astronomes amateurs a observé un système stellaire dont le comportement différait totalement de celui des autres objets qu’ils avaient observés auparavant.

Des observations de suivi menées par l’Université de Warwick au moyen de divers télescopes opérant depuis le sol et l’espace viennent de révéler la véritable nature de ce système dont l’identification passée était manifestement erronée.

Le système stellaire AR Scorpii, appelé de manière abrégé AR Sco, se situe dans la constellation du Scorpion, à quelques 380 années-lumière de la Terre. Il se compose d’une naine blanche animée d’une rotation rapide de taille voisine de celle de la Terre mais de masse 200 000 fois plus élevée, et d’une étoile compagnon, une naine rouge froide dont la masse avoisine le tiers de la masse du Soleil.

Comme un phare dans l’espace

Les deux étoiles sont en rotation l’une autour de l’autre avec une périodicité de 3,6 heures. Mais par moment l’ensemble du système se met à pulser, en fait cela se produit toutes les 1,97 minute.

Ce phénomène se produit car un rayonnement semblable à celui d’un phare et provenant de la naine blanche vient frapper la surface de la naine rouge froide ce qui entraîne le système binaire dans un spectaculaire régime de pulsations lumineuses.

Ces pulsations lumineuses sont notamment composées d’ondes radio, qui jamais auparavant n’avaient été détectées au sein d’un système abritant une naine blanche. La nature du rayonnement provenant de la naine blanche est encore mal expliquée, les astronomes pensent qu’il est généré par des électrons accélérés le long des lignes de champ magnétiques de la naine blanche mais leur origine est mystérieuse.

Le principal auteur de cette étude, Tom Marsh du Groupe d’Astrophysique de l’Université de Warwick, revient sur cette découverte : “AR Scorpii a été découvert voici 40 ans, mais sa véritable nature nous est demeurée inconnue jusqu’en 2015, date à laquelle nous avons commencé à l’observer. Dès les premières minutes, nous avons compris que nous observions quelque chose d’extraordinaire.”

AR Scorpii fut pour la première fois observé au début des années 1970. Ses variations régulières de luminosité – toutes les 3,6 heures – ont alors incité à le classer, de manière erronée, parmi les étoiles variables [4].

La véritable source de variations d’intensité du système AR Scorpii a été caractérisée grâce aux efforts combinés d’astronomes amateurs et professionnels. De semblables comportements pulsants ont été observés auparavant, chez les étoiles à neutrons – qui figurent parmi les objets les plus denses de l’Univers, mais pas chez les naines blanches.

Boris Gänsicke de l’Université de Warwick, co-auteur de cette nouvelle étude, conclut ainsi : “Nous connaissons les étoiles à neutrons pulsantes depuis près de cinquante ans, et certaines théories ont envisagé la possibilité que les naines blanches arborent un comportement similaire.

La découverte d’un tel système est très excitante, et constitue un formidable exemple de collaboration entre astronomes amateurs et professionnels.”

 

 

Joël Ignasse

sicencesetavenir.fr

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