Considérées comme probablement impossibles, des étoiles binaires de la séquence principale avec des périodes orbitales plus courtes que 5 heures existent pourtant. On les trouve parmi les naines rouges, les étoiles dont on sait qu’elles possèdent souvent des superterres. Ces binaires pourraient permettre de mieux comprendre des novae inhabituelles.
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Dans la Voie lactée, notre SoleilSoleil fait un peu figure d'exception. Il ne fait pas partie d'un système binairesystème binaire (contrairement à plus de la moitié des étoilesétoiles) mais surtout, c'est une naine jaunenaine jaune. Or, les étoiles les plus abondantes dans la Galaxie sont des nainesGalaxie sont des naines rouges et il semble que c'est dans des systèmes d'étoiles binairesbinaires que l'on a le plus de chance de trouver un système planétaire, comme le suggèrent les observations de Spitzer. De plus, c'est autour des naines rouges que l'on trouve des milliards de superterres dans la Galaxie.

Les astronomesastronomes étudient les systèmes binaires depuis longtemps car ils permettent de mesurer la massemasse des étoiles, un paramètre important pour comprendre leur structure et évolution. De tels astres ont ainsi permis de tester la théorie de la structure stellaire. Le système binaire le plus proche est bien connu puisque c'est l'Alpha du Centaure. Quant à la naine rouge la plus proche, il s'agit de Proxima du CentaureProxima du Centaure.

On connaît un large bestiaire de systèmes binaires. Certains contiennent une naine blanchenaine blanche, comme pour l'étoile double AM Canum Venaticorum. Cette même étoile sert à définir une classe d'étoiles binaires possédant des périodes orbitalespériodes orbitales très courtes, inférieures à 1 heure. On sait aussi qu'il existe des systèmes triplement binaires comme celui contenant Alcor et Mizar. Mais on ne connaissait pas de systèmes binaires ou multiples contenant uniquement des étoiles sur la séquence principaleséquence principale avec des périodes orbitales vraiment inférieures à 5 heures.

Une vue d'artiste du système binaire de naines rouges de type M4 orbitant l'une autour de l'autre en seulement 2,5 heures environ. © J. Pinfield

Une vue d'artiste du système binaire de naines rouges de type M4 orbitant l'une autour de l'autre en seulement 2,5 heures environ. © J. Pinfield

Cela vient de changer, comme l'explique dans un article publié sur arxiv un groupe d'astronomes ayant utilisé les instruments de l'United Kingdom Infrared Telescope (UKIRT) pour traquer des systèmes binaires constitués de naines rougesnaines rouges. Ils ont ainsi découvert un double système binaire dans lequel l'un des couples d'étoiles bouclait une orbiteorbite en seulement 2,5 heures environ. Il a fallu examiner pour cela, dans l'infrarougeinfrarouge, des dizaines de milliers d'étoiles durant 5 ans. Les naines rouges formant des binaires ne sont pas faciles à observer car elles sont jusqu'à dix fois plus petites et mille fois moins lumineuses que le Soleil.

Des novae produites par des collisions de naines rouges

On ne s'attendait pas à ce résultat. En effet, les étoiles binaires ne résultent pas de la capture d'une étoile par une autre mais qu'elles naissent ensemble dans un nuage moléculaire. Selon la théorie, ces étoiles, nées trop proches l'une de l'autre, devraient très rapidement entrer en collision pour fusionner. Les observations avec des étoiles plus chaudes que les naines rouges semblaient confirmer cette hypothèse puisque presque aucun système binaire avec ces étoiles n'avait été observé avec une période orbitale inférieure à 5 heures.

Les théoriciens devront donc revoir leur copie. Mais cela ajoute de l'eau au moulin de certains scénarios astrophysiquesastrophysiques récemment proposés. Ainsi, on connaît quelques novae assez mystérieuses qui n'entrent pas dans le cadre de la théorie classique (il ne faut pas confondre novaenovae et supernovaesupernovae). Il s'agit de novae « rouges » et dans le cas de V1309 Scorpii, on sait qu'elle provient de la fusionfusion de deux étoiles en une seule. Le cas de V838 Monocerotis est lui aussi bien connu et on pense qu'il s'agit, là aussi, des conséquences de la fusion de deux étoiles de la séquence principaleétoiles de la séquence principale. Un autre scénario avec fusion d'étoiles a été proposé pour expliquer l'existence de certaines Jupiter chaudes.

Mais pour que l'on observe des étoiles binaires avec des étoiles âgées si rapprochées, il faut que ces étoiles aient migré. Ces naines rouges sont magnétiquement très actives et il se pourrait bien que des interactions magnétiques entre ces étoiles, formant déjà un système binaire à courte période, soient responsables de ces migrations.