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    Étoiles binaires exotiques

    Une image de l'observatoire à rayons X Chandra de l'amas globulaire 47 Tucanae. L'image fait environ dix années-lumière de diamètre, et montre de nombreuses variables cataclysmiques (CV), étoiles naines blanches qui s'accumulent à partir d'une étoile compagne. Les astronomes ont découvert vingt-deux nouveaux CV dans l'amas, et a utilisé les statistiques pour affirmer que, contrairement à de nombreux clusters qui ont brillant, CV récemment formés, ceux ici sont plus anciens ou même primordiaux. Crédit :NASA/CXC/Michigan State/A.Steiner et al. 2014

    Les étoiles variables cataclysmiques (CV) sont des étoiles naines blanches qui s'accumulent à partir d'une orbite, étoile compagnon binaire de faible masse. L'accrétion est facilitée par la proximité des étoiles; les périodes orbitales typiques vont d'environ une à dix heures. Bien que la famille de ces binaires CV exotiques soit hétérogène, il y a, Grosso modo, quatre classes caractérisées par la physique de l'accrétion, les éruptions causées par des événements d'accrétion occasionnels, torchage de l'activité sur la surface de la naine blanche, et l'apparition de raies d'hydrogène dans l'étoile compagne.

    Les CV se trouvent dans de nombreux environnements galactiques, mais leur présence en amas globulaires, dont les distances et les populations sont bien caractérisées, permet une étude comparative plus précise de leurs propriétés. Les CV peuvent affecter l'évolution de l'amas tout en étant eux-mêmes influencés par l'environnement stellaire dense d'un amas. Les modèles évolutifs de l'évolution des amas globulaires impliquent qu'après environ dix milliards d'années, un amas avec un million d'étoiles devrait avoir environ deux cents CV - beaucoup plus que ce qui a été vu jusqu'à présent dans n'importe quel amas. En les identifiant, cependant, n'est pas facile parce qu'ils peuvent être faibles et parce qu'ils existent dans des environnements aussi encombrés.

    Les astronomes du CfA Maureen van den Berg et Josh Grindlay et leurs collègues ont détecté vingt-deux nouveaux CV dans l'amas globulaire voisin 47 Tucanae (47 Tuc) à l'aide des mesures de l'observatoire à rayons X Chandra et de Hubble, portant le total connu à quarante-trois, le plus grand échantillon de n'importe quel amas globulaire à ce jour. Les scientifiques constatent que 47 Tuc a moins de CV brillants que prévu.

    De nombreux amas globulaires montrent une forte augmentation de la densité stellaire près de leurs centres (le scénario dit "d'effondrement du noyau"). Les scientifiques soutiennent que les densités centrales élevées dans ces amas effondrés ont conduit à de fréquentes rencontres rapprochées entre les étoiles, ce qui à son tour a entraîné la formation de CV plus jeunes et plus brillants. Le cluster 47 Tuc n'a pas connu d'effondrement du cœur, ce qui pourrait expliquer le manque relatif de CV aussi brillants. Ces nouveaux résultats impliquent que la population CV dans 47 Tuc est donc une combinaison de CV primordiaux et d'autres formés dynamiquement au début de l'évolution de l'amas.


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