Impression d’artiste de LAMOST J024048.51+195226.9, la naine blanche confirmée à rotation la plus rapide et la seule deuxième hélice magnétique connue. Le matériau est extrait du compagnon et projeté dans l’espace à grande vitesse. Une petite fraction de celui-ci est accrété, se rassemblant dans des points lumineux qui tournent dans et hors de vue, ce qui a permis la détection de la période de rotation. Crédit : Université de Warwick/Mark Garlick
- Taux de rotation record pour un confirmé nain blanc l’étoile est observée par Université de Warwick-mené des astronomes
- Établit l’étoile comme seulement la deuxième hélice magnétique jamais trouvée, plus de soixante-dix ans depuis la première
- Les scientifiques ont combiné l’instrument HiPERCAM hautement sensible avec le plus grand télescope optique en fonctionnement au monde pour faire la découverte
Une étoile naine blanche qui effectue une rotation complète une fois toutes les 25 secondes est la naine blanche confirmée à rotation la plus rapide, selon une équipe d’astronomes dirigée par l’Université de Warwick.
Ils ont établi la période de rotation de l’étoile pour la première fois, la confirmant comme un exemple extrêmement rare de système d’hélice magnétique : la naine blanche tire des gaz plasma d’une étoile compagne proche et la projetant dans l’espace à environ 3000 kilomètres par seconde.
Publié le 22 novembre 2021 dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres, ce n’est que la deuxième naine blanche à hélice magnétique à avoir été identifiée en plus de soixante-dix ans grâce à une combinaison d’instruments puissants et sensibles qui ont permis aux scientifiques d’apercevoir l’étoile à toute vitesse.
L’étude a été dirigée par l’Université de Warwick avec l’Université de Sheffield et financée par le Science and Technology Facilities Council (STFC), qui fait partie du UK Research and Innovation, et le Leverhulme Trust.
Une naine blanche est une étoile qui a brûlé tout son carburant et perdu ses couches externes, subissant maintenant un processus de rétrécissement et de refroidissement sur des millions d’années. L’étoile que l’équipe de Warwick a observée, nommée LAMOST J024048.51+195226.9 – ou J0240+1952 en abrégé, a la taille de la Terre mais serait au moins 200 000 fois plus massive. Elle fait partie d’un système stellaire binaire et son immense gravité tire de la matière de sa plus grande étoile compagne sous forme de plasma.
Dans le passé, ce plasma tombait à grande vitesse sur l’équateur de la naine blanche, fournissant l’énergie qui lui a donné cette rotation vertigineuse. Mis en contexte, une rotation de la planète Terre prend 24 heures, alors que l’équivalent sur J0240+1952 est à peine 25 secondes. C’est presque 20 % plus rapide que la naine blanche confirmée avec le taux de rotation le plus comparable, qui effectue une rotation en un peu plus de 29 secondes.
Cependant, à un moment donné de son histoire évolutive, J0240+1952 a développé un fort champ magnétique. Le champ magnétique agit comme une barrière protectrice, ce qui fait que la majeure partie du plasma tombant est propulsée loin de la naine blanche. Le reste s’écoulera vers les pôles magnétiques de l’étoile. Il se rassemble en points brillants à la surface de l’étoile et, lorsque ceux-ci tournent dans et hors de vue, ils provoquent des pulsations dans la lumière que les astronomes observent depuis la Terre, qu’ils ont ensuite utilisées pour mesurer la rotation de l’étoile entière.
L’auteur principal, le Dr Ingrid Pelisoli, du département de physique de l’Université de Warwick, a déclaré : « J0240+1952 aura effectué plusieurs rotations dans le court laps de temps que les gens mettent à le lire, c’est vraiment incroyable. La rotation est si rapide que la naine blanche doit avoir une masse supérieure à la moyenne juste pour rester ensemble et ne pas être déchirée.
« Il tire de la matière de son étoile compagne en raison de son effet gravitationnel, mais à mesure que celle-ci se rapproche de la naine blanche, le champ magnétique commence à dominer. Ce type de gaz est hautement conducteur et accélère considérablement ce processus, ce qui le propulse loin de l’étoile et dans l’espace.
J0240+1952 est l’une des deux seules étoiles à posséder ce système d’hélice magnétique découvert au cours des soixante-dix dernières années. Bien que du matériel projeté hors de l’étoile ait été observé pour la première fois en 2020, les astronomes n’avaient pas été en mesure de confirmer la présence d’un spin rapide qui est un ingrédient principal d’une hélice magnétique, car les pulsations sont trop rapides et faibles pour que d’autres télescopes puissent les observer. .
Pour visualiser l’étoile à cette vitesse pour la première fois, l’équipe de l’Université de Warwick a utilisé l’instrument très sensible HiPERCAM, exploité conjointement par Warwick et l’Université de Sheffield avec un financement du Conseil européen de la recherche. Celui-ci a été spécialement monté sur le plus grand télescope optique fonctionnel au monde, le Gran Telescopio Canarias de 10 mètres de diamètre à La Palma, pour capturer autant de lumière que possible.
« Ces types d’études sont possibles grâce à la combinaison unique de la capacité d’imagerie rapide de HiPERCAM avec la plus grande zone de collecte au monde fournie par GTC », a déclaré Antonio Cabrera, responsable des opérations scientifiques de GTC.
Le co-auteur, le professeur Tom Marsh du département de physique de l’Université de Warwick, ajoute : « Ce n’est que la deuxième fois que nous trouvons l’un de ces systèmes d’hélice magnétique, nous savons donc maintenant que ce n’est pas un événement unique. Il établit que le mécanisme d’hélice magnétique est une propriété générique qui fonctionne dans ces binaires, si les circonstances sont bonnes.
« La deuxième découverte est presque aussi importante que la première car vous développez un modèle pour la première et avec la seconde, vous pouvez le tester pour voir si ce modèle fonctionne. Cette dernière découverte a montré que le modèle fonctionne très bien, il a prédit que l’étoile devait tourner rapidement, et c’est effectivement le cas. »
Référence : « Trouvé : une naine blanche à rotation rapide dans LAMOST J024048.51+195226.9 » par Ingrid Pelisoli, TR Marsh, VS Dhillon, E Breedt, AJ Brown, MJ Dyer, MJ Green, P Kerry, SP Littlefair, SG Parsons, DI Sahman et JF Wild, le 22 novembre 2021, Avis mensuels de la Royal Astronomical Society : lettres.
DOI : 10.1093/mnrasl/dalle116