Les problèmes cardiaques peuvent être déroutants et mystérieux, tout comme les objets astronomiques inhabituels appelés étoiles cardiaques.

Étoiles de battement de coeur, découvert en grand nombre par le télescope spatial Kepler de la NASA, sont des étoiles binaires (systèmes de deux étoiles en orbite) qui tirent leur nom parce que si vous deviez cartographier leur luminosité au fil du temps, le résultat ressemblerait à un électrocardiogramme, un graphique de l'activité électrique du cœur. Les scientifiques s'y intéressent car ce sont des systèmes binaires sur des orbites elliptiques allongées. Cela en fait des laboratoires naturels pour étudier les effets gravitationnels des étoiles les unes sur les autres.

Dans un système d'étoiles à battements de cœur, la distance entre les deux étoiles varie considérablement au fur et à mesure qu'elles tournent l'une autour de l'autre. Les étoiles de battement de cœur peuvent se rapprocher à quelques rayons stellaires les unes des autres, et jusqu'à 10 fois cette distance au cours d'une orbite.

Au point de leur rencontre la plus proche, l'attraction gravitationnelle mutuelle des étoiles leur donne une forme légèrement ellipsoïdale, ce qui est l'une des raisons pour lesquelles leur lumière est si variable. C'est le même type de "force de marée" qui provoque les marées océaniques sur Terre. En étudiant les étoiles cardiaques, les astronomes peuvent mieux comprendre comment ce phénomène fonctionne pour différents types d'étoiles.

Les forces de marée font également vibrer ou « sonner » les étoiles cardiaques, en d'autres termes, les diamètres des étoiles fluctuent rapidement lorsqu'elles tournent l'une autour de l'autre. Cet effet est le plus perceptible au point d'approche le plus proche.

"Vous pouvez considérer les étoiles comme des cloches, et une fois à chaque révolution orbitale, quand les étoiles atteignent leur approche la plus proche, c'est comme s'ils se frappaient avec un marteau, " a déclaré Avi Shporer, Stagiaire postdoctoral NASA Sagan au Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadéna, Californie, et auteur principal d'une étude récente sur les étoiles du rythme cardiaque. "Une ou les deux étoiles vibrent tout au long de leurs orbites, et quand ils se rapprochent l'un de l'autre, c'est comme s'ils sonnaient très fort."

Kepler, maintenant dans sa mission K2, découvert un grand nombre d'étoiles cardiaques au cours des dernières années. Une étude de 2011 a discuté d'une étoile appelée KOI-54 qui montre une augmentation de la luminosité tous les 41,8 jours. En 2012, une étude ultérieure a caractérisé 17 objets supplémentaires dans les données de Kepler et les a surnommés "étoiles du rythme cardiaque". Pour caractériser ces systèmes uniques, des données et des recherches supplémentaires étaient nécessaires.

L'étude de Sporer, publié dans le Journal d'astrophysique , mesuré les orbites de 19 systèmes d'étoiles à battements cardiaques, le plus grand lot jamais caractérisé dans une seule étude. Les auteurs ont suivi les étoiles connues du rythme cardiaque, identifié précédemment par la mission Kepler. Spécifiquement, ils ont utilisé un instrument sur le W.M. Le télescope de l'observatoire Keck à Hawaï appelé High Resolution Echelle Spectrometer (HIRES), qui mesure les longueurs d'onde de la lumière entrante, qui s'étendent lorsqu'une étoile s'éloigne de nous et se rapproche de nous. Cette information permet aux astronomes de calculer la vitesse des objets le long de la ligne de visée, et mesurer la forme de l'orbite.

"Nous avons constaté que les étoiles cardiaques de notre échantillon ont tendance à être plus chaudes que le soleil et plus grosses que le soleil, ", a déclaré Shporer. "Mais il est possible qu'il y en ait d'autres avec des plages de températures différentes que nous n'avons pas encore mesurées."

Les auteurs de l'étude postulent également que certains systèmes binaires d'étoiles cardiaques pourraient avoir une troisième étoile dans le système qui n'a pas encore été détectée, ou même une quatrième étoile.

"La simple existence d'étoiles cardiaques est un peu un casse-tête, " a déclaré Susan Mullally (anciennement Thompson), un scientifique du SETI Institute travaillant pour la mission Kepler au centre de recherche Ames de la NASA à Moffett Field, Californie, et co-auteur de l'étude. "Tous les étirements de marée de ces étoiles cardiaques auraient dû rapidement faire évoluer le système vers une orbite circulaire. Une troisième étoile dans le système est un moyen de créer le très étiré, orbites elliptiques que nous observons."

Les chercheurs poursuivent actuellement des études de suivi pour rechercher des composants de troisième étoile dans les systèmes stellaires cardiaques.

« Nous attendons avec impatience la poursuite de la collaboration entre les observatoires terrestres et spatiaux pour mieux comprendre le fonctionnement interne complexe des étoiles cardiaques, " a déclaré Shporer.