Le gaz et la poussière émis par les étoiles peuvent, dans certaines conditions, entrer en collision avec l'environnement d'une étoile et créer une onde de choc. Aujourd'hui, des astronomes utilisant le Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral (ESO) ont photographié une magnifique onde de choc autour d'une étoile morte, une découverte qui les a laissés perplexes. Selon tous les mécanismes connus, la petite étoile morte RXJ0528+2838 ne devrait pas présenter une telle structure autour d'elle. Cette découverte, aussi énigmatique que stupéfiante, remet en question notre compréhension de la manière dont les étoiles mortes interagissent avec leur environnement.
« Nous avons découvert quelque chose d'inédit et, surtout, de totalement inattendu », explique Simone Scaringi, professeur associé à l'université de Durham, au Royaume-Uni, et co-auteur principal de l'étude publiée aujourd'hui dans Nature Astronomy. « Nos observations révèlent un puissant flux qui, selon nos connaissances actuelles, ne devrait pas être là », précise Krystian Ilkiewicz, chercheur en postdoctorat au Centre astronomique Nicolas Copernic de Varsovie, en Pologne, et coauteur de l'étude. Le terme « flux » est utilisé par les astronomes pour décrire la matière éjectée par les objets célestes.
L'étoile RXJ0528+2838 est située à 730 années-lumière et, comme le Soleil et d'autres étoiles, elle tourne autour du centre de notre galaxie. Au cours de son mouvement, elle interagit avec le gaz qui imprègne l'espace entre les étoiles, créant un type d'onde de choc appelé « choc d'étrave », « un arc incurvé de matière, similaire à la vague qui se forme à l'avant d'un navire », explique Noel Castro Segura, chercheur à l'université de Warwick au Royaume-Uni et collaborateur à cette étude. Ces ondes de choc sont généralement créées par la matière s'échappant de l'étoile centrale, mais dans le cas de RXJ0528+2838, aucun des mécanismes connus ne permet d'expliquer entièrement les observations.
RXJ0528+2838 est une naine blanche, le noyau résiduel d'une étoile de faible masse en fin de vie, qui est entourée d'une compagne semblable au Soleil. Dans ce type de système binaire, la matière de l'étoile compagne est transférée vers la naine blanche, formant souvent un disque autour d'elle. Alors que le disque alimente l'étoile morte, une partie de la matière est également éjectée dans l'espace, créant de puissants flux sortants. Mais RXJ0528+2838 ne montre aucun signe de disque, ce qui rend mystérieuse l'origine du flux et de la nébuleuse qui en résulte autour de l'étoile.
« La surprise de voir qu'un système supposé tranquille et sans éjection pouvait produire une nébuleuse aussi spectaculaire a été l'un de ces rares moments où l'on se dit « waouh », déclare Simone Scaringi.
L'équipe a d'abord repéré une étrange nébulosité autour de RXJ0528+2838 sur des images prises par le télescope Isaac Newton en Espagne. Remarquant sa forme inhabituelle, elle l'a observée plus en détail à l'aide de l'instrument MUSE installé sur le VLT de l'ESO. « Les observations réalisées avec l'instrument MUSE de l'ESO nous ont permis de cartographier en détail le choc d'étrave et d'analyser sa composition. Cela a été crucial pour confirmer que la structure provient bien du système binaire et non d'une nébuleuse ou d'un nuage interstellaire sans rapport », explique Krystian Ilkiewicz.
La forme et la taille du choc d'étrave suggèrent que la naine blanche expulse un puissant flux depuis au moins 1 000 ans. Les scientifiques ne savent pas exactement comment une étoile morte sans disque peut alimenter un flux aussi durable, mais ils ont une hypothèse.
Cette naine blanche est connue pour héberger un champ magnétique puissant, ce qui a été confirmé par les données MUSE. Ce champ canalise la matière volée à l'étoile compagnon directement vers la naine blanche, sans former de disque autour d'elle. « Nos résultats montrent que même sans disque, ces systèmes peuvent générer de puissants flux sortants, révélant un mécanisme que nous ne comprenons pas encore. Cette découverte remet en question l'image standard de la façon dont la matière se déplace et interagit dans ces systèmes binaires extrêmes », précise Krystian Ilkiewicz.
Les résultats suggèrent l'existence d'une source d'énergie cachée, probablement le champ magnétique puissant, mais ce « moteur mystérieux », comme le qualifie Simone Scaringi, doit encore faire l'objet d'études approfondies. Les données montrent que le champ magnétique actuel n'est suffisamment puissant que pour alimenter un choc d'étrave pendant quelques centaines d'années, ce qui n'explique donc que partiellement ce que les astronomes observent.
Pour mieux comprendre la nature de ces flux sans disque, il faut étudier un plus grand nombre de systèmes binaires. Le futur Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO aidera les astronomes « à cartographier davantage de ces systèmes, ainsi que ceux qui sont plus faibles, et à détecter en détail des systèmes similaires, ce qui permettra finalement de comprendre cette mystérieuse source d'énergie qui reste inexpliquée », comme le prédit Simone Scaringi.
Fourni par l'ESO
