Une équipe d’astrophysiciens a découvert une paire binaire de naines ultra-froides si proches les unes des autres qu’elles ressemblent à une seule étoile. Ils sont remarquables car ils ne mettent que 20,5 heures pour orbiter l’un autour de l’autre, ce qui signifie que leur année est inférieure à un Jour de la Terre. Ils sont également beaucoup plus anciens que les systèmes similaires.
Nous ne pouvons pas voir les étoiles naines ultra-froides à l’œil nu, mais ce sont les étoiles les plus nombreuses de la galaxie. Ils ont des masses si faibles qu’ils n’émettent que de la lumière infrarouge, et nous avons besoin de télescopes infrarouges pour les voir. Ce sont des objets intéressants car la théorie montre que des étoiles aussi proches devraient exister, mais ce système est la première fois que les astronomes observent cette extrême proximité.
“C’est incroyable de voir quelque chose se produire dans l’univers à l’échelle humaine.”
Professeur Adam Burgasser, UC San Diego.
Une équipe d’astronomes a présenté ses découvertes lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle. Chih-Chun “Dino” Hsu, astrophysicien à l’Université Northwestern, a dirigé la recherche. Le système est nommé LP 413-53AB.
“C’est excitant de découvrir un système aussi extrême”, a déclaré Chih-Chun “Dino” Hsu, un astrophysicien du Nord-Ouest qui a dirigé l’étude. “En principe, nous savions que ces systèmes devraient exister, mais aucun de ces systèmes n’avait encore été identifié.”
Les extrêmes de la nature jouent un rôle important dans le calibrage de nos modèles théoriques, et c’est vrai pour les binaires de faible masse. Avant cette découverte, les astronomes ne connaissaient que trois binaires ultra-froids à courte période.
L’équipe de recherche a trouvé la paire dans les données d’archives. Ils parcouraient les données à l’aide d’un algorithme que Hsu a écrit pour modéliser les étoiles en fonction de leurs données spectrales. Mais dans ces images précédentes, les étoiles étaient simplement alignées, elles apparaissaient donc comme une seule étoile. Les chances que cela se produise sont élevées pour une paire binaire serrée comme celle-ci. Mais Hsu et ses collègues pensaient que les données étaient étranges, alors ils ont observé l’étoile de plus près avec l’observatoire de Keck. Les observations ont montré que la courbe de lumière changeait si rapidement qu’il devait y avoir deux étoiles.
Finalement, ils ont réalisé qu’ils avaient trouvé la paire binaire la plus proche jamais trouvée.
“Lorsque nous faisions cette mesure, nous pouvions voir les choses changer en quelques minutes d’observation”, a déclaré le professeur Adam Burgasser de l’UC San Diego. Burgasser était le conseiller de Hsu alors que Hsu était titulaire d’un doctorat. étudiant. “La plupart des binaires que nous suivons ont des périodes d’orbite d’années. Ainsi, vous obtenez une mesure tous les quelques mois. Puis, après un certain temps, vous pouvez reconstituer le puzzle. Avec ce système, nous pouvions voir les lignes spectrales s’écarter en temps réel. C’est incroyable de voir quelque chose se produire dans l’univers à l’échelle humaine.
Pour souligner à quel point les étoiles sont proches les unes des autres, Hsu les a comparées à notre propre système solaire et à un autre système bien connu. La paire est plus proche que Jupiter et l’une de ses lunes galiléennes, Callisto. Elle est également plus proche que l’étoile naine rouge TRAPPIST-1 de sa planète la plus proche, TRAPPIST-1b.
Les étoiles sont beaucoup plus anciennes que les trois autres systèmes similaires connus des astronomes. Alors que ces trois-là sont relativement jeunes, jusqu’à 40 millions d’années, LP 413-53AB a plusieurs milliards d’années, comme notre Soleil.
Leur âge est un indice que les stars n’ont pas commencé si proches les unes des autres. Les chercheurs pensent qu’ils auraient pu commencer sur une orbite encore plus étroite. “C’est remarquable car quand elles étaient jeunes, quelque chose comme 1 million d’années, ces étoiles auraient été les unes sur les autres”, a déclaré Burgasser.
Ou les étoiles peuvent avoir commencé comme une paire sur des orbites plus larges, puis se rapprocher au fil du temps. Une autre possibilité est que les étoiles aient commencé comme un système à trois étoiles. Les interactions gravitationnelles auraient pu simultanément éjecter une étoile et attirer les deux autres sur une orbite plus étroite. D’autres observations du système unique pourraient aider à répondre à cette question.
Les astronomes s’intéressent aux étoiles comme celles-ci en raison de ce qu’elles pourraient nous dire sur les mondes habitables. Étant donné que les naines ultrafroides sont si sombres et froides, leurs zones habitables sont des régions étroites. C’est la seule façon de réchauffer suffisamment les planètes pour maintenir l’eau de surface liquide. Mais dans le cas de LP 413-53AB, la distance de la zone habitable est la même que l’orbite stellaire, éliminant la possibilité d’exoplanètes habitables.
“Ces naines ultrafroides sont voisines de notre soleil”, a déclaré Hsu. « Pour identifier les hôtes potentiellement habitables, il est utile de commencer par nos voisins proches. Mais si les binaires proches sont courants chez les naines ultrafroides, il se peut qu’il y ait peu de mondes habitables à trouver.
Maintenant que les astronomes ont trouvé un système aussi précis que celui-ci, ils veulent savoir s’il y en a d’autres. C’est la seule façon de comprendre tous ces différents scénarios. Il est même difficile d’approcher des conclusions lorsque vous n’avez qu’un seul point de données. Mais les astronomes ne savent pas s’ils n’en ont trouvé qu’un parce qu’ils sont si rares ou parce qu’ils sont si difficiles à repérer.
“Ces systèmes sont rares”, a déclaré Chris Theissen, co-auteur de l’étude et boursier postdoctoral du chancelier à l’UC San Diego. « Mais nous ne savons pas s’ils sont rares parce qu’ils existent rarement ou parce que nous ne les trouvons tout simplement pas. C’est une question ouverte. Nous avons maintenant un point de données sur lequel nous pouvons commencer à nous appuyer. Ces données étaient restées longtemps dans les archives. L’outil de Dino nous permettra de rechercher d’autres fichiers binaires comme celui-ci. »
Suite:
