Étude révolutionnaire : des étoiles semblables au soleil dansent avec des partenaires invisibles

ParisDes astronomes dirigés par Kareem El-Badry de Caltech ont découvert 21 étoiles à neutrons en orbite autour d’étoiles semblables au Soleil. En utilisant les données de la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne, ils ont détecté ces étoiles à neutrons en observant de légers mouvements dans les orbites des étoiles similaires au Soleil. Cette découverte est surprenante car les étoiles à neutrons, qui sont des résidus denses et peu lumineux de grandes étoiles ayant explosé, sont généralement difficiles à repérer.

Points clés de l'étude :

• 21 étoiles à neutrons ont été découvertes en orbite autour d'étoiles semblables au Soleil.
• Ces étoiles ont été identifiées grâce à leurs effets gravitationnels, et non par observation directe.
• Les observations ont utilisé des données de la mission Gaia ainsi que plusieurs télescopes au sol.
• Les étoiles à neutrons dans ces systèmes sont quiescentes et sombres car elles sont trop éloignées de leurs compagnons pour leur voler de la matière.
• La plupart de ces systèmes se trouvent dans un rayon de 3 000 années-lumière de la Terre.

Les étoiles à neutrons sont les noyaux denses qui restent après l'explosion des étoiles massives. Il est rare de les trouver en orbite autour d'étoiles comme notre Soleil. D'habitude, les étoiles à neutrons proches d'autres étoiles absorbent de la matière et émettent de puissants signaux X ou radio. Cependant, ces nouvelles découvertes d'étoiles à neutrons sont situées bien plus loin de leurs étoiles compagnes, à des distances de une à trois fois celle entre la Terre et le Soleil.

La découverte est surprenante, car les modèles actuels prévoient que les grandes étoiles, qui deviennent finalement des étoiles à neutrons, devraient interagir fortement avec leurs étoiles compagnons avant d'exploser. Ces interactions devraient normalement conduire à la fusion des étoiles en une seule ou à leur éloignement. Cependant, ces systèmes binaires réussissent malgré tout à rester ensemble.

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Gaia détecte des étoiles à neutrons en scrutant en permanence le ciel et en mesurant de minuscules variations dans les positions stellaires. Cela démontre la sensibilité exceptionnelle de Gaia, notamment pour repérer des étoiles en orbite large et des systèmes binaires rapprochés, jusqu’à une distance de 3 000 années-lumière.

El-Badry et son équipe estiment qu'environ une étoile semblable au Soleil sur un million a une étoile à neutrons comme compagnon en orbite large. Cette rareté démontre que nos modèles actuels d'évolution des étoiles binaires présentent des lacunes. Des recherches supplémentaires sont nécessaires pour comprendre la formation de ces systèmes.

El-Badry cherche également à identifier des trous noirs inactifs en utilisant des techniques similaires. Grâce aux données de Gaia, il a découvert deux trous noirs silencieux, dont le plus proche connu, Gaia BH1, qui se trouve à seulement 1 600 années-lumière.

Les astronomes exploitent des modèles statistiques pour mieux comprendre l'évolution des étoiles binaires au fil du temps. Cette recherche est cruciale pour déchiffrer le développement de ces systèmes rares et complexes.