Impression d’artiste d’un type rare de fusion stellaire entre deux étoiles naines blanches. Crédit : Nicole Reindl
Une équipe d’astronomes allemands, dirigée par le professeur Klaus Werner de l’Université de Tübingen, a découvert un nouveau type d’étoile étrange recouverte du sous-produit de la combustion de l’hélium. Il est possible que ces étoiles aient été formées par un événement rare de fusion stellaire. Les résultats fascinants sont publiés dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Alors que les étoiles normales ont des surfaces composées d’hydrogène et d’hélium, les étoiles découvertes par Werner et ses collègues ont leurs surfaces couvertes de carbone et d’oxygène, les cendres de la combustion de l’hélium – une composition exotique pour une étoile. La situation est d’autant plus surprenante que les nouvelles étoiles ont des températures et des rayons qui indiquent qu’elles brûlent encore de l’hélium dans leur cœur – une propriété généralement observée dans des étoiles plus évoluées que celles observées par Werner et son équipe dans cette étude.
Publié parallèlement aux travaux du professeur Werner et de son équipe, un second article d’un groupe d’astronomes de l’Université de La Plata et de l’Institut Max Planck d’astrophysique propose une explication possible de leur formation. “Nous pensons que les étoiles découvertes par nos collègues allemands pourraient s’être formées lors d’un type très rare d’événement de fusion stellaire entre deux white dwarf stars,” says Dr. Miller Bertolami of the Institute for Astrophysics of La Plata, lead author of the second paper. White dwarfs are the remnants of larger stars that have exhausted their nuclear fuel, and are typically very small and dense.
Stellar mergers are known to happen between white dwarfs in close binary systems due to the shrinking of the orbit caused by the emission of gravitational waves. “Usually, white dwarf mergers do not lead to the formation of stars enriched in carbon and oxygen,” explains Miller Bertolami, “but we believe that, for binary systems formed with very specific masses, a carbon- and oxygen-rich white dwarf might be disrupted and end up on top of a helium-rich one, leading to the formation of these stars.”
Yet no current stellar evolutionary models can fully explain the newly discovered stars. The team needs refined models in order to assess whether these mergers can actually happen. These models could not only help the team to better understand these stars, but could also provide a deeper insight into the late evolution of binary systems and how their stars exchange mass as they evolve. Until astronomers develop more refined models for the evolution of binary stars, the origin of the helium covered stars will be up for debate.
“Normally we expect stars with these surface compositions to have already finished burning helium in their cores, and to be on their way to becoming white dwarfs. These new stars are a severe challenge to our understanding of stellar evolution,” explains Professor Werner.
Reference: ” Discovery of hot subdwarfs covered with helium-burning ash” by Klaus Werner, Nicole Reindl, Stephan Geier and Max Pritzkuleit, 12 February 2022, Monthly Notices of the Royal Astronomical Society: Letters.
DOI: 10.1093/mnrasl/slac005
