Les scientifiques peuvent en dire beaucoup sur une étoile par la lumière qu'elle émet. La couleur, par exemple, révèle sa température de surface et les éléments à l'intérieur et autour d'elle. La luminosité est en corrélation avec la masse d'une étoile, et pour beaucoup d'étoiles, la luminosité fluctue, un peu comme une bougie vacillante.

Une équipe de scientifiques dirigée par Thomas Kupfer, chercheur à l'UC Santa Barbara, a récemment découvert une nouvelle classe de ces pulsateurs dont la luminosité varie toutes les cinq minutes. Leurs résultats sont parus dans The Lettres de revues astrophysiques .

"Beaucoup d'étoiles palpitent, même notre soleil le fait à très petite échelle, " dit Kupfer, chercheur postdoctoral au Kavli Institute for Theoretical Physics (KITP) de l'UC Santa Barbara. Un vrai pulsateur peut varier en luminosité d'environ 10% en raison d'un changement périodique de sa température, rayon ou les deux. « Ceux qui présentent les changements de luminosité les plus importants sont généralement des pulsateurs radiaux, "respirer" à mesure que l'étoile entière change de taille, " expliqua-t-il. En étudiant les pulsations en détail, les scientifiques peuvent en apprendre davantage sur les propriétés intérieures de ces étoiles.

Initialement, Kupfer et ses collègues de Caltech recherchaient des étoiles binaires avec des périodes inférieures à une heure dans les observations de la Zwicky Transient Facility, une étude du ciel à l'observatoire Palomar près de San Diego. Quatre se sont démarqués en raison de changements importants de leur luminosité en quelques minutes seulement. Les données de suivi ont rapidement confirmé qu'il s'agissait bien de pulsateurs, pas des paires binaires.

En collaboration avec ses collaborateurs Caltech, aux côtés de l'ancien doctorant de l'UC Santa Barbara Evan Bauer et du directeur du KITP Lars Bildsten, Kupfer a maintenant identifié les étoiles les plus remarquables comme des pulsateurs sous-nains chauds. Une sous-naine est une étoile d'environ un dixième du diamètre du soleil avec une masse comprise entre 20 et 50% de celle du soleil. Ils sont incroyablement chauds - jusqu'à 90, 000 degrés Fahrenheit, par rapport aux 10 du soleil, 000 F. "Ces étoiles ont certainement terminé la fusion de tout l'hydrogène de leur noyau en hélium, expliquant pourquoi ils sont si petits et peuvent osciller si rapidement, " a déclaré Bildsten.

La découverte a été une surprise. Les scientifiques n'avaient jamais prédit l'existence de ces étoiles, Kupfer a expliqué, mais rétrospectivement, ils s'intègrent bien dans les principaux modèles d'évolution stellaire.

En raison de la faible masse des étoiles, l'équipe pense qu'ils ont commencé leur vie en tant qu'étoiles semblables au soleil fusionnant de l'hydrogène en hélium dans leurs noyaux. Après avoir épuisé l'hydrogène dans leurs noyaux, les étoiles se sont étendues au stade de la géante rouge. D'habitude, une étoile atteindra son plus grand rayon et commencera à fusionner de l'hélium profondément dans le noyau. Cependant, les scientifiques pensent que ces étoiles nouvellement découvertes se sont fait voler leur matériau extérieur par un compagnon avant que l'hélium ne devienne suffisamment chaud et dense pour fusionner.

Autrefois, les sous-naines chaudes étaient presque toujours liées à des étoiles qui sont devenues des géantes rouges, commencé à faire fondre de l'hélium dans leurs noyaux, puis s'est fait déshabiller par un compagnon. Les nouvelles découvertes indiquent que ce groupe comprend différents types d'étoiles. "Certains font de la fusion à l'hélium et d'autres pas, " a déclaré Kupfer.

Les pulsations des étoiles permettent aux scientifiques de sonder leurs masses et leurs rayons et de comparer ces mesures à des modèles stellaires, quelque chose qui n'était pas possible auparavant. "Nous avons pu comprendre les pulsations rapides en les adaptant à des modèles théoriques avec des noyaux de faible masse constitués d'hélium relativement froid, " dit Bauer.

"Les relevés du ciel transforment l'astronomie, et l'installation transitoire de Zwicky contribue à lancer cette approche, " dit Richard Barvainis de la National Science Foundation, qui supervise les subventions de l'agence à l'appui de l'installation. "Ce dernier résultat en est un parfait exemple :en regardant des étoiles lointaines pulser en quelques minutes, les astronomes ont obtenu des informations inattendues sur l'évolution stellaire."

Kupfer pense qu'il y a plus à venir. "Je m'attends à ce que ces grands, les enquêtes dans le domaine temporel comme l'installation transitoire de Zwicky apporteront de nombreuses découvertes inattendues à l'avenir, " il a dit.