L'étoile morte, plus petite que Jupiter, est l'une des plus petites de l'univers connu


Les astronomes ont découvert un système binaire extraordinaire dans lequel une « étoile morte », ou naine blanche, tourne autour de son minuscule compagnon stellaire brûlant si vite qu'elle réduit près de 72 ans en un seul jour terrestre.

Le système, désigné TMTS J0526, a été repéré par une équipe de l'Université Tsinghua à l'aide du télescope d'enquête de l'Université Tsinghua-Ma Huateng (TMTS) et est situé à environ 2 760 années-lumière de la Terre.

TMTS J0526 contient une étoile naine blanche riche en carbone et en oxygène avec une masse environ 74 % de celle du Soleil. Elle tourne autour d'une étoile sub-naine chaude avec une masse environ un tiers de celle de notre étoile et est environ 7 fois plus large que la Terre, ce qui la rend plus petite que la planète géante gazeuse Jupiter – et l'une des plus petites étoiles jamais vues en termes de volume. .

Les composants du TMTS J0526 effectuent une orbite toutes les 20,5 minutes environ. Cela en fait un record pour ce type de binaire, même si le système reste en retard par rapport à HM Cancri, qui contient deux naines blanches qui effectuent une orbite toutes les 5,4 minutes environ.

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Cependant, avec sa fine atmosphère d’hydrogène, la petite étoile est encore plus grande et plus visible que sa compagne naine blanche. Pourtant, la naine blanche est capable de déformer la petite étoile en une forme ellipsoïde grâce à son influence gravitationnelle majeure alors que les deux orbitent rapidement l’une autour de l’autre.

De plus, la découverte de TMTS J0526 n’est pas seulement significative en raison de sa période orbitale incroyablement courte, mais aussi parce qu’elle pourrait aider à expliquer comment de si petites étoiles subnaines sont nées.

Des merveilles mini-stellaires

Les naines blanches naissent lorsque des étoiles de la taille du Soleil épuisent les réserves d’hydrogène présentes dans leur noyau et ne peuvent plus résister à la pression intérieure de leur propre gravité.

Cela entraîne l'effondrement des noyaux stellaires tandis que les couches externes des étoiles, où la fusion nucléaire est toujours en cours, s'étendent vers l'extérieur. Le processus transforme d’abord les étoiles en géantes rouges, puis les corps se refroidissent pour laisser derrière eux des naines blanches entourées d’enveloppes de gaz et de poussière.

La naine blanche qui en résulte est protégée contre un nouvel effondrement par un effet quantique appelé pression de dégénérescence, qui empêche les électrons de se serrer les uns contre les autres. Avec suffisamment de masse, la pression de dégénérescence des électrons peut être surmontée pour donner naissance à des étoiles à neutrons, protégées par une « pression de dégénérescence des neutrons », qui peut également être surmontée avec suffisamment de masse pour donner naissance à un trou noir. Pour cette raison, les naines blanches et les étoiles à neutrons sont souvent appelées « étoiles dégénérées ».

Une fois que le Soleil sera devenu une naine blanche dans environ 5 milliards d’années, détruisant ainsi les planètes intérieures, y compris la Terre, il mènera une existence solitaire – mais toutes les naines blanches ne sont pas aussi isolées. Certains existent dans des systèmes binaires avec une autre étoile.

Les étoiles dans ces configurations binaires partagent souvent une « enveloppe commune » de gaz environnant. Une théorie appelée « Synthèse de population binaire » suggère que, lorsqu'une explosion thermonucléaire appelée flash d'hélium est déclenchée dans une étoile dégénérée pendant cette phase d'enveloppe commune, l'enveloppe commune est violemment éjectée, transformant le compagnon stellaire de la naine blanche en une étoile sous-naine. avec une masse d'environ 45% de celle du soleil.

L'éjection d'une seconde enveloppe commune autour des deux étoiles peut alors être déclenchée par l'inflammation du noyau non dégénéré et riche en hélium au sein d'un compagnon stellaire. Cette deuxième éjection d’enveloppe commune pourrait créer une étoile sub-naine encore moins massive, avec une masse située autour de 32 à 36 % de celle du soleil.

Suite à l’éjection des enveloppes communes, la sous-naine chaude et la naine blanche restantes tournent autour l’une de l’autre, émettant des ondes gravitationnelles. Les ondes gravitationnelles sont des ondulations dans la structure même de l’espace-temps, prédites pour la première fois par Albert Einstein en 1915.

Ces ondes gravitationnelles emportent le moment cinétique, ce qui amène la naine blanche et la petite étoile sous-naine chaude à se rapprocher, tournant l'une autour de l'autre de plus en plus vite et émettant des ondes gravitationnelles plus intensément dans le processus.

Cela aboutit à la création d’un binaire compact de naine chaude et de naine blanche avec des périodes orbitales d’environ 20 minutes.

Le système binaire à période orbitale extraordinairement courte de TMTS J0526 représente la première preuve observationnelle de la formation d’une minuscule sous-naine chaude via l’éjection d’une enveloppe commune secondaire.

Les recherches de l'équipe ont été publiées en février dans la revue Nature Astronomy.

Initialement publié sur Espace.com.

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