Un nouveau type de système stellaire ? Un mystérieux signal radio intrigue les astronomes

Après avoir observé une partie du ciel près de la Constellation de l’Autel pendant environ deux mois avec MeerKAT, un radiotélescope basé dans le désert du Karoo en Afrique du Sud, notre équipe de scientifiques a remarqué quelque chose d’étrange.

Intrigués, nous avons continué à observer l’objet et l’avons suivi avec des observations d’autres télescopes. Nous avons découvert que le signal inhabituel provenait d’un système stellaire binaire – deux étoiles en orbite l’une autour de l’autre – dans notre propre galaxie.

La conclusion, publiée dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, s’est toutefois révélée très difficile à expliquer.

C’est la première découverte de MeerKAT d’une “source transitoire” – un objet qui n’est pas constant, qu’il subisse un changement significatif de luminosité ou qu’il entre et sorte de la vue. Compte tenu de son nom accrocheur “MKT J170456.2-482100”, il a été trouvé dans le premier champ observé avec le télescope, il s’agit donc probablement de la partie visible d’un iceberg de transitoires attendant d’être découvert.

Emission radio détectée pendant la mesure, avec l’arrondi encerclé.

Pour comprendre notre découverte, nous avons commencé par faire correspondre notre source avec la position d’une étoile, appelée TYC 8332-2529-1, à environ 1 800 années-lumière de la Terre. Comme cette étoile est relativement brillante, nous nous attendions à ce qu’un certain nombre de télescopes optiques différents – détectant la lumière visible plutôt que les ondes radio – aient observé cette étoile dans le passé.

Heureusement, cela s’est avéré être le cas, ce qui nous a permis d’utiliser ces données pour en savoir plus sur l’étoile. C’est un géant – environ deux fois et demie la masse du Soleil.

Certains des télescopes optiques, dont ASAS, KELT et ASAS-SN, nous ont permis d’observer l’étoile pendant plus de 18 ans. Celles-ci nous ont permis de découvrir que l’éclat de l’étoile change sur une période de 21 jours. Nous pensons que c’est parce que l’étoile a de grandes taches dessus, tout comme les taches solaires.

Nous avons utilisé le télescope SALT pour obtenir des spectres optiques de l’étoile – un peu comme si nous utilisions un prisme pour diviser la lumière blanche en ses longueurs d’onde constitutives. Ceci peut être utilisé pour déterminer les éléments chimiques présents dans l’étoile, ainsi que la présence d’un champ magnétique. De plus, ils permettent aux scientifiques de savoir si une étoile se déplace, car le mouvement entraîne le déplacement de ces lignes spectrales (effet Doppler).

Les spectres ont révélé que l’étoile a un champ magnétique et qu’elle orbite autour d’une étoile compagnon tous les 21 jours.

Cependant, nous ne pouvons voir qu’une signature très faible et possible de l’étoile compagnon dans nos observations jusqu’à présent. Cela nous indique que le compagnon doit être beaucoup plus pâle que l’étoile géante. Nous avons aussi constaté, cependant, que le compagnon est susceptible d’avoir au moins 1,5 fois la masse du Soleil.

Alors, que pourrait être le compagnon ? Une naine blanche (une étoile froide et morte) peut sembler probable, car elles font souvent partie de systèmes stellaires binaires comme celui-ci. Cependant, la plupart des naines blanches ont une masse plus petite que le compagnon que nous avons repéré – avec une masse maximale de 1,6 fois la masse du Soleil. Il est donc peu probable que ce soit une telle étoile.

L’intrigue s’épaissit

Le signal radio lui-même pourrait être causé par l’activité magnétique de l’étoile géante, semblable aux éruptions solaires, mais beaucoup plus brillante et plus énergique. Cependant, de telles signaux sont généralement observées sur des étoiles naines plutôt que sur des étoiles géantes.

Des systèmes d’étoiles connus impliquant une étoile géante et une étoile semblable à celle du Soleil pourraient expliquer les résultats – l’activité magnétique de l’étoile géante donnant lieu à des signaux. Cependant, cela ne correspond pas, car il n’y a aucun signe dans les spectres que le compagnon binaire est en fait une étoile semblable au Soleil.

Radiotélescope MeerKAT

Ben Stappers, chercheur principal de MeerTRAP, l’une des équipes travaillant sur le projet, a déclaré que parce que les propriétés du système ne s’intègrent pas facilement dans nos connaissances actuelles sur les étoiles binaires ou éruptives, cela “peut représenter une classe source entièrement nouvelle”.

Nous soupçonnons qu’il pourrait s’agir d’une sorte de système exotique que nous n’avons jamais vu auparavant impliquant une étoile géante en orbite autour d’une étoile à neutrons (le reste dense d’une explosion de supernova) ou un trou noir.

MeerKAT va continuer à observer cette source chaque semaine pendant les quatre prochaines années, avec le télescope optique ASAS-SN qui va continuer à observer l’étoile géante. Cela signifie que nous serons en mesure d’explorer la physique et la nature de cette source et de ses signaux pendant de nombreuses années.

Cela nous renseignera sur la dynamique de ce système, la façon dont les signaux se produisent et, en fin de compte, nous aidera à étudier comment il s’est formé. Alors que MeerKAT continue à chercher dans le ciel, nous espérons que c’est la première de nombreuses sources nouvelles et inhabituelles qui attendent d’être découvertes.

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Source : The Conversation – Traduit par Anguille sous roche