(Phys.org)—Une équipe internationale d'astronomes dirigée par Liliana Rivera Sandoval de l'Université d'Amsterdam, Pays-Bas, a trouvé 22 nouvelles étoiles variables cataclysmiques dans un amas globulaire connu sous le nom de 47 Tucanae (47 Tuc en abrégé). La découverte fait de 47 Tuc le cluster avec le plus grand nombre de variables cataclysmiques identifiées à ce jour. Les résultats ont été détaillés dans un article publié le 19 mai sur arXiv.org.

Les variables cataclysmiques (CV) sont des systèmes stellaires binaires constitués d'une naine blanche et d'une étoile normale. Ils augmentent irrégulièrement la luminosité d'un facteur important, puis redescendre à un état de repos. Ces binaires ont été trouvés dans différents environnements tels que le centre de la galaxie de la Voie Lactée, le quartier solaire, et au sein d'amas ouverts et globulaires. L'étude des CV dans les amas globulaires est importante pour comprendre comment ils affectent l'évolution de ces groupes d'étoiles et pour mieux comprendre comment les interactions stellaires dans un environnement stellaire dense affectent l'évolution des variables cataclysmiques.

Situé à environ 15, 300 années-lumière de la Terre, 47 Tuc est un massif, amas globulaire non effondré dans la constellation de Tucana. Cet amas montre une faible extinction, a un taux d'interaction élevé et possède le plus de sources de rayons X identifiées à ce jour parmi tous les autres amas globulaires. Ces propriétés font de 47 Tuc une excellente cible pour étudier des binaires proches, ce qui peut potentiellement conduire à la détection de nombreuses variables cataclysmiques.

C'est pourquoi Sandoval et son équipe ont analysé les images disponibles dans le proche ultraviolet et optique du télescope spatial Hubble, en combinaison avec les données de rayons X de l'observatoire de rayons X Chandra de la NASA, ce qui a permis de trouver de nouveaux CV dans 47 Tuc. La recherche a augmenté le nombre de variables cataclysmiques connues dans ce groupe de 21 à 43.

"Dans ce document, nous identifions le plus grand nombre de CV jamais identifiés dans un amas globulaire grâce à l'identification de contreparties aux rayons X, plus que doubler le nombre de CV connus dans 47 Tuc, " ont écrit les astronomes dans le journal.

Selon l'étude, Les CV dans 47 Tuc sont plus concentrés vers le centre de l'amas que les étoiles de dérivation de la séquence principale. Toutes les variables cataclysmiques de cet amas ont une couleur bleue dans le proche ultraviolet et dans les diagrammes de magnitude de couleur optique. Ceci est dû à l'émission de l'accréteur (naine blanche) et du disque d'accrétion.

Les chercheurs ont révélé que dix-huit CV du cluster présentent une émission d'hydrogène alpha, qui provient probablement du disque ou du flux d'accrétion et des contributions de l'étoile compagnon. De plus, quatre variables cataclysmiques se sont avérées avoir de grandes variations d'amplitude (jusqu'à environ 3 magnitudes) dans des échelles de temps d'heures. Cependant, la cause de ces variations reste inexpliquée.

Étant donné que 47 Tuc est un cluster non core-collapsed, l'équipe a essayé de comparer sa population de CV à celles de NGC 6397 et NGC 6752 - deux exemples de clusters effondrés.

"47 Tuc a beaucoup plus de CV faibles que ces clusters effondrés. Cela suggère que la population de CV dans 47 Tuc est une combinaison de CV primordiaux et de CV dynamiquement formés il y a longtemps. (...) Si nous évaluons les masses de NGC 6397 et NGC 6752 à celui de 47 Tuc, les clusters à noyau effondré ont beaucoup plus de CV brillants. Cela semble indiquer que les interactions dynamiques jouent un rôle majeur dans les clusters à noyau effondré pour créer des CV, " ont conclu les chercheurs.

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