Pour la première fois, des chercheurs ont étudié à différentes longueurs d’onde, le passage d’un « intrus » dans un système stellaire et les perturbations qu’il a provoquées dans son disque protoplanétiare. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ
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Les astronomes surprennent un « intrus » au cœur d’un système stellaire

ActualitéClassé sous :étoile , formation des planètes , constellation du Grand Chien

Il est clairement entré par effraction. Cet « intrus » que des astronomes ont surpris au cœur du système stellaire Z Canis Majoris (Z CMa). Mais pour la première fois, ils ont pu relever ses empreintes et tracer les perturbations qu'il a causées dans le disque protoplanétaire. Quelles en seront les conséquences ?

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[EN VIDÉO] Une simulation incroyablement réaliste donne naissance à des étoiles  Pour percer les secrets de la formation des étoiles, les astronomes comptent sur des simulations. Celle mise au point par une équipe de chercheurs parmi lesquels des astrophysiciens de l’université Northwestern (États-Unis) est la plus réaliste et la plus haute définition à ce jour. Elle montre une masse de gaz – ici, de 20.000 fois la masse du Soleil, mais elle peut être modulée, de dizaines à des millions de fois la masse du Soleil - flottant dans la galaxie. Au fur et à mesure que le nuage de gaz évolue, il forme des structures qui s'effondrent et se brisent en morceaux. Elles finissent par former des étoiles. Une fois que les étoiles se forment, elles lancent des jets de gaz vers l'extérieur depuis les deux pôles, perçant à travers le nuage environnant. Le processus se termine lorsqu'il n'y a plus de gaz pour former plus d'étoiles. © Michael Grudić, Université Northwestern 

La constellation du Grand Chien est connue pour héberger l'étoile la plus brillante de notre ciel nocturne, Sirius. Il s'y cache aussi un système binaire complexe baptisé Z Canis Majoris (Z CMa). Ce système stellaire s'est formé il y a seulement 300.000 ans, à partir de deux étoiles séparées d'environ cent fois la distance Terre-Soleil. Des étoiles toutes les deux plus massives et plus brillantes que la nôtre.

Et c'est dans ce système que des astronomes viennent de signaler un événement rarement observé. Le passage d'un « intrus ». Un objet qui s'est approché et a interagi avec l'environnement du système stellaire Z CMa, provoquant la formation de flux chaotiques et étirés de poussières et de gaz dans le disque qui l'entoure. Un peu comme ce qu'il se passe lorsque plusieurs étoiles voisines voient le jour simultanément. Les passages d'intrus apparaissent régulièrement dans les simulations, mais il en existe peu d'observations convaincantes.

Les chercheurs expliquent que la fugacité de ce type d'événement les rend difficiles à observer. Un peu comme pour celui qui voudrait photographier la foudre frappant un arbre. Les preuves que les astronomes ont cette fois pu rassembler semblent montrer que de jeunes étoiles peuvent effectivement se rapprocher.

Les astronomes savent que les étoiles sœurs interagissent entre elles. Mais il est rare qu’ils observent le passage au cœur d’un système stellaire, d’un « intrus ». Et celui qu’ils ont observé du côté de Z Canis Majoris a laissé des traces. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ

De nouveaux instruments pour plus d’observations

Ce que les astronomes ont enregistré, c'est une sorte d'empreinte digitale du passage de l'intrus. Des changements dans la morphologie du disque protoplanétaire qui révèlent sa présence. Et qui poussent les chercheurs à s'interroger sur l'influence que l'événement pourrait avoir sur la formation de planètes possiblement en cours dans le système Z CMa. Car, comme le prouvent les données recueillies ici, de telles intrusions perturbent profondément les disques protoplanétaires entourant ces étoiles.

Elles peuvent aussi impacter l'histoire thermique même des étoiles du système et provoquer des événements violents de type accrétion brutale. Tout cela reste à déterminer. Mais il est certain que si les astronomes parviennent à observer plus de ces passages d'intrus, ils pourront aussi mieux comprendre ce qui s'est joué au moment de la formation de notre Système solaire.

Pour cela, il leur faudra peut-être patienter jusqu'à la mise à niveau prévue de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (Alma) et la mise en service de la nouvelle génération de la Very Large Array (VLA). Les deux projets sont en cours. Et ils devraient permettre de multiplier les chances d'observer des passages d'intrus dans les systèmes stellaires.

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