Une découverte astronomique jette une nouvelle lumière sur un système stellaire magnifiquement formé dans notre propre galaxie de la Voie lactée, mettant en vedette deux étoiles Wolf-Rayet. Ces étoiles sont de courte durée et par conséquent très rares, avec seulement quelques centaines confirmées parmi la centaine de milliards d'étoiles de notre galaxie.

Recherche publiée par notre équipe dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society offre un examen plus approfondi de pas un, mais deux étoiles Wolf-Rayet, dans un système stellaire binaire nommé Apep, à environ 8000 années-lumière de la Terre.

Les Wolf-Rayets ont souvent plus de 20 fois la masse de notre soleil. Ils sont très chauds, brillant et peut émettre plus de rayonnement qu'un million d'étoiles normales. En réalité, ils sont si lumineux qu'ils s'envolent sous leur propre éblouissement, libérant d'énormes quantités de masse à travers des vents stellaires intenses et des éléments moteurs tels que l'hélium, l'oxygène et le carbone dans l'espace.

Apep, nommé d'après le dieu égyptien serpentin du chaos, a été annoncé pour la première fois par mon équipe en 2018.Avec les nouvelles découvertes d'un article dirigé par un récent diplômé de l'Université de Sydney de mon groupe, Yinou Han, nous avons jeté tout ce que nous avions sur la physique apparemment inexplicable qui conduisait ce paon exotique du royaume stellaire.

La danse d'Apep filmée

Trouver une star de Wolf-Rayet est un événement sur un milliard, seulement possible parce que leurs propriétés extrêmes agissent comme un phare visible à travers la galaxie. A Apep, nous trouvons une paire de ces étoiles rares nichées dans une orbite, le seul exemple de Wolf-Rayet binaire jamais vérifié.

Leur rayonnement féroce chasse les couches externes de l'étoile dans l'espace, où le matériel, en particulier le carbone, est capable de se refroidir et de se condenser en un panache de grains, formant un véritable pilier de poussière d'étoile.

Dans le cas de l'étoile binaire Apep, cependant, comme les deux étoiles orbitent l'une autour de l'autre, cette poussière se tord et se sculpte en une vaste queue de suie rougeoyante. La forme géométrique et le mouvement de cette poussière codent la physique de l'orbite de l'étoile, ainsi que la vitesse des vents.

En utilisant des techniques d'imagerie à haute résolution, nous avons révélé la forme du panache rougeoyant. En retournant à l'Apep pour trois années consécutives, des différences subtiles pouvaient être observées dans le mouvement de la queue de poussière.

Malgré la grande distance sur laquelle nous avons observé le système, l'incroyable puissance des télescopes modernes et des technologies d'imagerie nous a permis de capturer la danse d'Apep.

Une potentielle première pour notre Voie Lactée ?

Analyser ces données, nous avons produit et un modèle qui correspond à la géométrie complexe de la spirale d'Apep avec des détails étonnants. Cependant, la clarté croissante de l'imagerie n'a fait que doubler l'énigme sous-jacente enveloppant le système.

Les règles de contournement qui régissent généralement les autres panaches de poussière entraînés par le vent, La queue de poussière d'Apep semblait flotter à son propre rythme, au mépris ouvert des vents extrêmes qui devraient le conduire. C'était difficile à comprendre, car les vents de Wolf-Rayet sont plus d'un milliard de fois plus puissants que notre propre vent solaire.

Après avoir revérifié les éventuelles erreurs, nous avons été forcés d'accepter que la spirale de poussière était, En effet, expansion quatre fois plus lente que les vents stellaires mesurés. Et donc, nous avons été confrontés à quelque chose d'inédit dans d'autres systèmes d'étoiles doubles Wolf-Rayet; quelque chose nécessitant une nouvelle physique pour comprendre.

La seule explication qui restait était que le panache d'Apep était en quelque sorte abrité dans le sien, vent plus doux. Ce modèle de vent à deux vitesses est théoriquement possible si l'étoile qui lance le vent a une propriété particulière :la rotation rapide.

S'il tourne très vite sur son axe, il est possible que cela puisse lancer un vent lent dans une direction, dire autour de l'équateur, tout en maintenant un vent rapide au plus près des pôles.

Cela ouvre la porte à un domaine de physique fascinante qui n'a été qu'entrevu par les astronomes auparavant.

Brûler avec éclat, vivez rapidement, mourir jeune

Les étoiles Wolf-Rayet sont, par définition, à la fin de leur cycle de vie. Dans peut-être seulement quelques dizaines de milliers d'années - personne ne sait exactement quand - ils sont destinés à exploser en tant que supernova, libérant une quantité titanesque d'énergie et de matière dans la galaxie et laissant un reste de trou noir ou d'étoile à neutrons.

C'est ici que la question critique de la rotation rapide de l'étoile vient au centre de la scène. Une supernova normale a peu d'impacts et de conséquences au-delà de son voisinage stellaire immédiat. Mais quand l'étoile précurseur est un rotateur rapide, cela peut faire basculer la physique dans un tout autre domaine :celui d'un sursaut gamma.

Ici, des éclats de fureur brute éclatent des pôles de rotation avec une telle violence qu'ils sont visibles nets à travers l'univers observable.

Étant extrêmement rare, des sursauts gamma n'ont jamais été observés dans notre galaxie. Les calculs impliquent une frappe directe d'un tel éclat de rayonnement intense, même à une distance considérable dans les profondeurs de la galaxie, pourrait avoir de réelles conséquences pour la vie ici sur Terre.

Cela peut causer une série de problèmes, comme l'appauvrissement de la couche d'ozone et les pluies acides. Certaines études soutiennent qu'une telle frappe pourrait avoir causé l'événement d'extinction de l'Ordovicien-Silurien dans les archives fossiles, le deuxième (en pourcentage) des cinq événements d'extinction majeurs de la Terre.

Heureusement pour nous, dans le cas d'Apep, nous ne sommes certainement pas dans la ligne de mire. Si un impact de rayons gamma devait être généré, il serait pointé de manière inoffensive dans une direction éloignée de la Terre.

Si le lien avec un ancêtre du sursaut gamma peut être fermement établi, cela permettrait de capturer un phénomène insaisissable auparavant connu uniquement à des distances cosmologiques. Dans les deux cas, l'avenir des études de ce système est bel et bien prometteur.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.