Des astronomes découvrent une stupéfiante étoile à deux faces, nommée "Janus"
Nommée Janus d'après le dieu romain à deux visages, une étoile récemment découverte possède une face composée d'hélium et une autre d'hydrogène. Cette naine blanche extraordinaire a fait l'objet d'un article dans la revue Nature.
"Lorsque je montre les observations aux gens, ils sont stupéfaits", glisse Ilaria Caiazzo, chercheuse en post-doctorat à l'institut Caltech, première auteure de l'étude publiée dans la revue scientifique Nature (19 juillet 2023), citée dans un communiqué.
Cette observation est celle d'une "naine blanche". Quésako ? Au fil du temps, n'importe quelle étoile se transforme d'abord en "géante rouge". Puis, à mesure que son cœur se contracte, elle devient une naine blanche – c'est d'ailleurs le destin qui attend notre Soleil, d'ici 5 milliards d'années.
Mais "Janus", du nom du dieu à deux faces de la mythologie romaine, n'est pas une naine blanche comme les autres.
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Une naine blanche "fortement magnétisée"
L'étoile mystérieuse a été découverte grâce au Zwicky Transient Facility (ZTF), un instrument qui scrute le ciel chaque nuit depuis l'observatoire Palomar du California Institute of Technology (Caltech), près de San Diego (États-Unis).
Ilaria Caiazzo était à la recherche de naines blanches "fortement magnétisées", comme l'objet céleste connu sous le nom de ZTF J1901+1458, qu'elle et son équipe avaient découvert précédemment. Un autre "candidat" s'est alors distingué par ses changements rapides de luminosité.
Des instruments complémentaires – le CHIMERA à Palomar et le HiPERCAM du Gran Telescopio Canarias sur les îles Canaries – ont ensuite révélé que Janus tournait sur son axe toutes les 15 minutes. Sa température a également été estimée au niveau de l'observatoire Neils Gehrels Swift de la NASA : 35 000 kelvins, soit environ 35 000 degrés Celsius.
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D'un côté, de l'hydrogène, de l'autre, de l'hélium
Mais surtout, depuis l'observatoire W. M. Keck au sommet du mont Maunakea à Hawaï, les astronomes ont découvert le "double visage" de la naine blanche grâce à un spectromètre.
Cet outil de mesure répartit la lumière de l'étoile dans un arc-en-ciel de longueurs d'onde correspondant à des empreintes chimiques. Les données ont révélé la présence d'hydrogène lorsqu'un côté de l'objet était visible (sans signe d'hélium), et seulement d'hélium lorsque l'autre côté était visible.
Reste désormais à expliquer cette étrange configuration. L'équipe a formulé quelques théories. L'une d'entre elles est que nous pourrions assister à une phase rare de l'évolution des naines blanches. "Certaines passent d'une dominante hydrogène à une dominante hélium à leur surface", explique le Dr Caiazzo :
"Il se peut que nous ayons pris une de ces naines blanches en flagrant délit."
Suite à la formation d'une naine blanche, les éléments les plus lourds descendent vers le cœur tandis que les éléments les plus légers – tels que l'hydrogène – flottent à la surface. Au fil du temps, avec le refroidissement, les matériaux se mélangent. L'hydrogène se dilue à l'intérieur, de sorte que l'hélium devient plus important.
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La théorie des champs magnétiques
Toutefois, cela ne répond pas à la question : pourquoi une telle différence d'un côté par rapport à l'autre ? Selon l'équipe, la réponse pourrait se trouver dans les champs magnétiques.
"Les champs magnétiques autour des corps cosmiques ont tendance à être asymétriques, c'est-à-dire qu'ils sont plus forts d'un côté", explique la chercheuse dans le communiqué. Ceux-ci "peuvent empêcher le mélange des matériaux. Par conséquent, si le champ magnétique est plus fort d'un côté, il y aura moins de mélange et donc plus d'hydrogène", conclut-elle.
Autre théorie évoquée : les champs magnétiques pourraient modifier la pression et la densité des gaz atmosphériques, "ce qui permettrait à un "océan" d'hydrogène de se former là où les champs magnétiques sont les plus forts", propose James Fuller, professeur d'astrophysique théorique à Caltech et coauteur de l'étude.
Pour résoudre ce mystère, l'équipe espère trouver d'autres naines blanches de type Janus grâce à l'étude du ciel de ZTF, lequel est considéré comme "très doué pour trouver des objets célestes étranges."
Source: sites Internet