De nouvelles données de l'Observatoire européen austral (ESO) suggèrent qu'il y avait à l'origine trois étoiles dans le système, jusqu'à ce que deux d'entre elles s'affrontent et fusionnent. Cet événement violent a créé le nuage environnant et a modifié à jamais le destin du système.

"Lors de mes lectures de fond, j'ai été frappée par la particularité de ce système", explique Abigail Frost, astronome à l'ESO au Chili et auteur principal de l'étude. "Une étoile massive magnétique a connu une fusion stellaire", publiée dans Sciences .

Le système, HD 148937, est situé à environ 3 800 années-lumière de la Terre, en direction de la constellation Norma. Elle est composée de deux étoiles bien plus massives que le soleil et entourées d’une belle nébuleuse, un nuage de gaz et de poussière. "Une nébuleuse entourant deux étoiles massives est rare, et cela nous a vraiment donné l'impression que quelque chose de cool devait se produire dans ce système. En regardant les données, la fraîcheur n'a fait qu'augmenter."

"Après une analyse détaillée, nous avons pu déterminer que l'étoile la plus massive semble beaucoup plus jeune que son compagnon, ce qui n'a aucun sens puisqu'elles auraient dû se former en même temps", explique Frost. La différence d'âge (une étoile semble avoir au moins 1,5 million d'années plus jeune que l'autre) suggère que quelque chose a dû rajeunir l'étoile la plus massive.

Une autre pièce du puzzle est la nébuleuse entourant les étoiles, connue sous le nom de NGC 6164/6165. Elle a 7 500 ans, soit des centaines de fois plus jeune que les deux étoiles. La nébuleuse présente également de très grandes quantités d’azote, de carbone et d’oxygène. Ceci est surprenant car ces éléments sont normalement attendus au plus profond d’une étoile, et non à l’extérieur; c'est comme si un événement violent les avait libérés.

Pour percer le mystère, l'équipe a rassemblé neuf années de données provenant des instruments PIONIER et GRAVITY, tous deux installés sur l'interféromètre du très grand télescope (VLTI) de l'ESO, situé dans le désert d'Atacama au Chili. Ils ont également utilisé les données d'archives de l'instrument FEROS de l'Observatoire de La Silla de l'ESO.

"Nous pensons que ce système avait au moins trois étoiles à l'origine ; deux d'entre elles devaient être proches les unes des autres en un point de l'orbite tandis qu'une autre étoile était beaucoup plus éloignée", explique Hugues Sana, professeur à la KU Leuven en Belgique et chercheur principal. des observations.

"Les deux étoiles intérieures ont fusionné de manière violente, créant une étoile magnétique et rejetant de la matière, ce qui a créé la nébuleuse. L'étoile la plus éloignée a formé une nouvelle orbite avec l'étoile nouvellement fusionnée, désormais magnétique, créant le binaire que nous voyons aujourd'hui. au centre de la nébuleuse."

"Le scénario de fusion me trottait déjà en tête en 2017, lorsque j'étudiais les observations de nébuleuses obtenues avec le télescope spatial Herschel de l'Agence spatiale européenne", ajoute le co-auteur Laurent Mahy, actuellement chercheur principal à l'Observatoire royal de Belgique.

"La découverte d'un écart d'âge entre les étoiles suggère que ce scénario est le plus plausible et qu'il n'a été possible de le montrer qu'avec les nouvelles données de l'ESO."

Ce scénario explique également pourquoi l'une des étoiles du système est magnétique et l'autre non - une autre caractéristique particulière du HD 148937 repérée dans les données VLTI.

En même temps, cela aide à résoudre un mystère de longue date en astronomie :comment les étoiles massives obtiennent leurs champs magnétiques. Bien que les champs magnétiques soient une caractéristique commune aux étoiles de faible masse comme notre Soleil, les étoiles plus massives ne peuvent pas entretenir de champs magnétiques de la même manière. Pourtant, certaines étoiles massives sont effectivement magnétiques.

Les astronomes soupçonnaient depuis un certain temps que les étoiles massives pouvaient acquérir des champs magnétiques lors de la fusion de deux étoiles. Mais c’est la première fois que les chercheurs trouvent des preuves aussi directes de ce phénomène. Dans le cas de HD 148937, la fusion a dû avoir lieu récemment.

"Le magnétisme dans les étoiles massives ne devrait pas durer très longtemps par rapport à la durée de vie de l'étoile, il semble donc que nous ayons observé cet événement rare très peu de temps après qu'il se soit produit", ajoute Frost.

L'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO, actuellement en construction dans le désert chilien d'Atacama, permettra aux chercheurs de comprendre plus en détail ce qui s'est passé dans le système et peut-être de révéler encore plus de surprises.