Une étoile naine blanche qui explose s'est propulsée hors de son orbite avec une autre étoile dans une "supernova partielle" et se précipite maintenant à travers notre galaxie, selon une nouvelle étude de l'Université de Warwick.

Cela ouvre la possibilité à de nombreux autres survivants de supernovae de voyager sans être découverts à travers la Voie lactée, ainsi que d'autres types de supernovae se produisant dans d'autres galaxies que les astronomes n'ont jamais vues auparavant.

Signalé dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Society la recherche, financé par le Leverhulme Trust et le Science and Technology Facilities Council (STFC), a analysé une naine blanche qui avait auparavant une composition atmosphérique inhabituelle. Il révèle que l'étoile était très probablement une étoile binaire qui a survécu à son explosion de supernova, qui l'a envoyé et son compagnon voler à travers la Voie lactée dans des directions opposées.

Les naines blanches sont les noyaux restants des géantes rouges après la mort de ces énormes étoiles et la perte de leurs couches externes, refroidissement au cours de milliards d'années. La majorité des naines blanches ont des atmosphères composées presque entièrement d'hydrogène ou d'hélium, avec des traces occasionnelles de carbone ou d'oxygène extrait du noyau de l'étoile.

Cette étoile, désigné SDSS J1240+6710 et découvert en 2015, semblait ne contenir ni hydrogène ni hélium, composé à la place d'un mélange inhabituel d'oxygène, néon, magnésium, et silicium. En utilisant le télescope spatial Hubble, les scientifiques ont également identifié du carbone, sodium, et de l'aluminium dans l'atmosphère de l'étoile, qui sont tous produits dans les premières réactions thermonucléaires d'une supernova.

Cependant, il y a une absence claire de ce que l'on appelle le « groupe fer » d'éléments, fer à repasser, nickel, chrome, et manganèse. Ces éléments plus lourds sont normalement préparés à partir des éléments plus légers, et constituent les caractéristiques déterminantes des supernovae thermonucléaires. L'absence d'éléments du groupe du fer dans SDSSJ1240+6710 suggère que l'étoile n'a traversé qu'une supernova partielle avant que la combustion nucléaire ne s'éteigne.

Les scientifiques ont pu mesurer la vitesse de la naine blanche et ont découvert qu'elle voyageait à 900, 000 kilomètres par heure. Il a également une masse particulièrement faible pour une naine blanche – seulement 40 % de la masse de notre Soleil – ce qui serait cohérent avec la perte de masse d'une supernova partielle.

L'auteur principal, le professeur Boris Gaensicke du département de physique de l'université de Warwick, a déclaré :"Cette étoile est unique car elle possède toutes les caractéristiques clés d'une naine blanche mais elle a cette vitesse très élevée et des abondances inhabituelles qui n'ont aucun sens lorsqu'elles sont combinées à sa faible masse. Elle a une composition chimique qui est l'empreinte de la combustion nucléaire, une masse faible et une vitesse très élevée :tous ces faits impliquent qu'il doit provenir d'une sorte de système binaire proche et qu'il doit avoir subi un allumage thermonucléaire. Cela aurait été une sorte de supernova, mais d'un genre que nous n'avons jamais vu auparavant."

Les scientifiques émettent l'hypothèse que la supernova a perturbé l'orbite de la naine blanche avec son étoile partenaire lorsqu'elle a éjecté très brutalement une grande partie de sa masse. Les deux étoiles auraient été emportées dans des directions opposées à leurs vitesses orbitales dans une sorte de manœuvre de fronde. Cela expliquerait la grande vitesse de l'étoile.

Le professeur Gaensicke ajoute :"Si c'était un binaire serré et qu'il subissait un allumage thermonucléaire, éjectant une bonne partie de sa masse, vous avez les conditions pour produire une naine blanche de faible masse et la faire s'envoler avec sa vitesse orbitale."

Les supernovae thermonucléaires les mieux étudiées sont les "Type Ia, " qui a conduit à la découverte de l'énergie noire, et sont maintenant couramment utilisés pour cartographier la structure de l'univers. Mais il est de plus en plus évident que les supernovae thermonucléaires peuvent se produire dans des conditions très différentes.

SDSSJ1240+6710 est peut-être le survivant d'un type de supernova qui n'a pas encore été "pris en flagrant délit". Sans le nickel radioactif qui alimente la rémanence longue durée des supernovae de type Ia, l'explosion qui a envoyé SDSS1240+6710 à travers notre galaxie aurait été un bref éclair de lumière qui aurait été difficile à découvrir.

Le professeur Gaensicke ajoute :« L'étude des supernovae thermonucléaires est un domaine énorme et il y a un énorme effort d'observation pour trouver des supernovae dans d'autres galaxies. La difficulté est que vous voyez l'étoile quand elle explose mais il est très difficile de connaître les propriétés de la étoile avant qu'elle n'explose. Nous découvrons maintenant qu'il existe différents types de naines blanches qui survivent aux supernovae dans différentes conditions et en utilisant les compositions, masses et vitesses qu'ils ont, nous pouvons déterminer quel type de supernova ils ont subi. Il y a clairement tout un zoo là-bas. L'étude des survivants des supernovae dans notre Voie lactée nous aidera à comprendre les myriades de supernovae que nous voyons se produire dans d'autres galaxies."

le professeur S.O. Kepler de l'Universidade Federal do Rio Grande do Sul, Brésil, et qui a découvert cette étoile à l'origine, a déclaré:"Le fait qu'une naine blanche de masse aussi faible ait brûlé du carbone est un témoignage des effets de l'évolution binaire en interaction et de son effet sur l'évolution chimique de l'univers."

Dr Roberto Raddi de l'Universitat Politècnica de Catalunya, Espagne, qui a effectué l'analyse cinématique, dit :« Encore une fois, la synergie entre l'astrométrie Gaia très précise et l'analyse spectroscopique ont permis de contraindre les propriétés saisissantes d'une naine blanche unique, qui s'est probablement formée dans une supernova thermonucléaire et a été éjectée à grande vitesse à la suite de l'explosion."