Le vaisseau spatial Kepler de la NASA a été conçu pour trouver des exoplanètes en recherchant des étoiles qui s'assombrissent lorsqu'une planète traverse le visage de l'étoile. Fortuitement, la même conception le rend idéal pour repérer d'autres transitoires astronomiques, des objets qui s'éclaircissent ou s'atténuent avec le temps. Une nouvelle recherche des données d'archives de Kepler a découvert une super explosion inhabituelle d'une nova naine jusqu'alors inconnue. Le système éclairci d'un facteur 1, 600 en moins d'une journée avant de s'estomper lentement.

Le système stellaire en question consiste en une étoile naine blanche avec une compagne naine brune environ un dixième de la masse de la naine blanche. Une naine blanche est le noyau restant d'une étoile vieillissante semblable au Soleil et contient environ la valeur d'un Soleil de matière dans un globe de la taille de la Terre. Une naine brune est un objet d'une masse comprise entre 10 et 80 Jupiters qui est trop petit pour subir une fusion nucléaire.

La naine brune fait le tour de l'étoile naine blanche toutes les 83 minutes à une distance de seulement 250, 000 milles (400, 000 km) – environ la distance de la Terre à la Lune. Ils sont si proches que la forte gravité de la naine blanche enlève la matière de la naine brune, aspirer son essence comme un vampire. Le matériau dépouillé forme un disque en spirale vers la naine blanche (connu sous le nom de disque d'accrétion).

C'était un pur hasard que Kepler regardait dans la bonne direction lorsque ce système a subi une explosion, éclaircissant de plus de 1, 000 fois. En réalité, Kepler était le seul instrument qui aurait pu en être témoin, car le système était alors trop proche du Soleil du point de vue de la Terre. la cadence rapide des observations de Kepler, prendre des données toutes les 30 minutes, était crucial pour saisir chaque détail de l'explosion.

L'événement est resté caché dans les archives de Kepler jusqu'à ce qu'il soit identifié par une équipe dirigée par Ryan Ridden-Harper du Space Telescope Science Institute (STScI), Baltimore, Maryland, et l'Université nationale australienne, Canberra, Australie. « Dans un sens, nous avons découvert ce système par hasard. Nous ne recherchions pas spécifiquement une super explosion. Nous recherchions toute sorte de transitoire, " dit Ridden-Harper.

Kepler a capturé l'intégralité de l'événement, observant une lente montée en luminosité suivie d'une intensification rapide. Alors que l'éclaircissement soudain est prédit par les théories, la cause du démarrage lent reste un mystère. Les théories standard de la physique des disques d'accrétion ne prédisent pas ce phénomène, qui a par la suite été observée dans deux autres super-explosions de nova naine.

"Ces systèmes de nova naines sont étudiés depuis des décennies, donc repérer quelque chose de nouveau est assez délicat, ", a déclaré Ridden-Harper. "Nous voyons des disques d'accrétion partout, des étoiles nouvellement formées aux trous noirs supermassifs, il est donc important de les comprendre."

Les théories suggèrent qu'une super explosion est déclenchée lorsque le disque d'accrétion atteint un point de basculement. En accumulant de la matière, il grandit jusqu'à ce que le bord extérieur subisse une résonance gravitationnelle avec la naine brune en orbite. Cela pourrait déclencher une instabilité thermique, provoquant la surchauffe du disque. En effet, les observations montrent que la température du disque augmente d'environ 5, 000-10, 000°F (2, 700-5, 300° C) dans son état normal à un maximum de 17, 000–21, 000°F (9, 700-11, 700°C) au pic de la super-explosion.

Ce type de système de nova naine est relativement rare, avec seulement environ 100 connus. Un système individuel peut passer des années ou des décennies entre les explosions, ce qui en fait un défi d'en prendre un en flagrant délit.

« La détection de cet objet fait naître l'espoir de détecter des événements encore plus rares cachés dans les données de Kepler, " a déclaré le co-auteur Armin Rest de STScI.

L'équipe prévoit de continuer à extraire les données de Kepler, ainsi que des données d'un autre chasseur d'exoplanètes, la mission TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), à la recherche d'autres transitoires.

"Les observations continues de Kepler/K2, et maintenant TESS, de ces systèmes stellaires dynamiques nous permet d'étudier les premières heures de l'explosion, un domaine temporel presque impossible à atteindre depuis des observatoires au sol, " a déclaré Peter Garnavich de l'Université de Notre Dame dans l'Indiana.

Cet ouvrage a été publié dans le 21 octobre numéro 2019 du Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .