La NASA et les astronomes du monde entier attendent une rare explosion de Nova
Une étoile géante rouge et une naine blanche tournent autour l'une de l'autre dans cette animation d'une nova semblable à T Coronae Borealis. La géante rouge est une grande sphère dans les tons de rouge, d'orange et de blanc, la face faisant face à la naine blanche présentant les nuances les plus claires. La naine blanche est cachée dans une lueur blanche et jaune, qui représente un disque d’accrétion autour de l’étoile. Un flux de matière, représenté par un nuage diffus de rouge, s'écoule de la géante rouge vers la naine blanche. Lorsque la géante rouge se déplace derrière la naine blanche, une explosion de nova sur la naine blanche s'enflamme, créant une boule de matière nova éjectée représentée en orange pâle. Une fois le brouillard de matière dissipé, une petite tache blanche reste, indiquant que la naine blanche a survécu à l'explosion.
NASA/Centre de vol spatial Goddard
Cet été, partout dans le monde, des astronomes professionnels et amateurs se concentreront sur une petite constellation au plus profond du ciel nocturne. Mais ce ne sont pas les sept étoiles de la Couronne Boréale, la « Couronne du Nord », qui suscitent une telle fascination.
Il s'agit d'un point sombre parmi eux où un événement imminent de nova – si brillant qu'il sera visible sur Terre à l'œil nu – est sur le point de se produire.
"C'est un événement unique qui créera de nombreux nouveaux astronomes, offrant aux jeunes un événement cosmique qu'ils pourront observer par eux-mêmes, poser leurs propres questions et collecter leurs propres données", a déclaré le Dr Rebekah. Hounsell, chercheur adjoint spécialisé dans les événements nova au Goddard Space Flight Center de la NASA à Greenbelt, Maryland. "Cela alimentera la prochaine génération de scientifiques."
T Coronae Borealis, surnommée « Blaze Star » et connue des astronomes simplement sous le nom de « T CrB », est un système binaire niché dans la couronne nord à quelque 3 000 années-lumière de la Terre. Le système est composé d’une naine blanche – un reste d’une étoile morte de la taille de la Terre avec une masse comparable à celle de notre Soleil – et d’une ancienne géante rouge lentement dépouillée de son hydrogène par l’attraction gravitationnelle implacable de sa voisine affamée.
L’hydrogène de la géante rouge s’accumule à la surface de la naine blanche, provoquant une accumulation de pression et de chaleur. Finalement, cela déclenche une explosion thermonucléaire suffisamment importante pour éliminer la matière accumulée. Pour T CrB, cet événement semble se reproduire en moyenne tous les 80 ans.
Ne confondez pas une nova avec une supernova, une explosion finale titanesque qui détruit certaines étoiles mourantes, a déclaré Hounsell. Lors d’un événement de nova, l’étoile naine reste intacte, envoyant la matière accumulée dans l’espace dans un éclair aveuglant. Le cycle se répète généralement au fil du temps, un processus qui peut se poursuivre pendant des dizaines ou des centaines de milliers d’années.
"Il existe quelques novae récurrentes avec des cycles très courts, mais en général, nous ne voyons pas souvent une explosion répétée au cours d'une vie humaine, et rarement une explosion aussi proche de notre propre système", a déclaré Hounsell. "C'est incroyablement excitant d'avoir ce siège au premier rang."
Trouver T Corona Borealis
Une image conceptuelle de la façon de trouver Hercule et la « Couronne du Nord » dans le ciel nocturne, créée à l'aide d'un logiciel de planétarium. Levez les yeux après le coucher du soleil pendant les mois d'été pour trouver Hercule, puis balayez entre Vega et Arcturus, où le motif distinct de la Corona Borealis peut être identifié.
NASA
La première observation enregistrée de la T CrB nova remonte à plus de 800 ans, à l’automne 1217, lorsqu’un homme nommé Burchard, abbé d’Ursberg, en Allemagne, nota son observation d’une « étoile faible qui brillait pendant un temps d’une grande lumière ».
La nova T CrB a été observée pour la dernière fois depuis la Terre en 1946. Son comportement au cours de la dernière décennie semble étonnamment similaire à celui observé au cours d'une période similaire menant à l'éruption de 1946. Si cette tendance se poursuit, affirment certains chercheurs, l’événement nova pourrait se produire d’ici septembre 2024.
Que doivent rechercher les astronomes ? La couronne nord est une courbe d'étoiles en forme de fer à cheval à l'ouest de la constellation d'Hercule, idéalement repérée par nuit claire. Il peut être identifié en localisant les deux étoiles les plus brillantes de l’hémisphère nord – Arcturus et Vega – et en suivant une ligne droite de l’une à l’autre, ce qui mènera les observateurs du ciel à Hercule et à la Couronne boréale.
L’explosion sera brève. Une fois en éruption, il sera visible à l’œil nu pendant un peu moins d’une semaine – mais Hounsell est convaincu que ce sera tout un spectacle à voir.
Une approche scientifique coordonnée
Regardez V407 Cyg aller nova ! Dans cette animation, les rayons gamma (magenta) apparaissent lorsque les particules accélérées de l'onde de choc de l'explosion s'écrasent sur le vent stellaire de la géante rouge.
NASA/Laboratoire d'images conceptuelles/Goddard Space Flight Center
Le Dr Elizabeth Hays, chef du laboratoire de physique des astroparticules de la NASA Goddard, est d'accord. Elle a déclaré qu'une partie du plaisir de se préparer à observer l'événement réside dans l'enthousiasme des astronomes amateurs, dont la passion pour les phénomènes spatiaux extrêmes a contribué à entretenir un partenariat long et mutuellement enrichissant avec la NASA.
« Les scientifiques citoyens et les passionnés de l’espace sont toujours à la recherche de signaux forts et lumineux qui identifient les événements de nova et d’autres phénomènes », a déclaré Hays. « En utilisant les réseaux sociaux et le courrier électronique, ils enverront des alertes instantanées et le drapeau sera levé. Nous comptons à nouveau sur cette interaction de la communauté mondiale avec T CrB.
Hays est le scientifique du projet du télescope spatial Fermi Gamma-ray Space Telescope de la NASA , qui effectue des observations de rayons gamma depuis une orbite terrestre basse depuis 2008. Fermi est sur le point d'observer T CrB lorsque l'éruption de la nova est détectée, ainsi que d'autres missions spatiales, notamment Le télescope spatial James Webb de la NASA , l'observatoire Neil Gehrels Swift , IXPE ( Imaging X-ray Polarimetry Explorer ), NuSTAR ( Nuclear Spectroscopique Telescope Array ), NICER ( Neutron star Interior Composition Explorer ) et INTEGRAL ( Extreme Universe Surveyor ) de l'Agence spatiale européenne . De nombreux radiotélescopes et imageurs optiques au sol, notamment le Very Large Array de l'Observatoire national de radioastronomie au Nouveau-Mexique, y participeront également. Collectivement, les différents télescopes et instruments captureront des données sur le spectre de la lumière visible et non visible.
"Nous observerons l'événement nova à son apogée et pendant son déclin, à mesure que l'énergie visible de l'explosion s'estompe", a déclaré Hounsell. "Mais il est tout aussi essentiel d'obtenir des données au début de l'éruption - de sorte que les données collectées par ces scientifiques citoyens passionnés à l'affût de la nova contribueront considérablement à nos découvertes."
Pour les chercheurs en astrophysique, cela promet une opportunité rare d’apporter un nouvel éclairage sur la structure et la dynamique des explosions stellaires récurrentes comme celle-ci.
"En général, les événements de nova sont si faibles et si lointains qu'il est difficile d'identifier clairement où se concentre l'énergie en éruption", a déclaré Hays. « Celui-ci sera très proche, avec beaucoup d’yeux rivés dessus, étudiant les différentes longueurs d’onde et, espérons-le, nous fournissant des données pour commencer à débloquer la structure et les processus spécifiques impliqués. Nous avons hâte d’avoir une idée complète de ce qui se passe.
Certains de ces yeux seront très nouveaux. Les imageurs gamma n'existaient pas lors de la dernière éruption du T CrB en 1946, et la capacité de polarisation de l'IXPE – qui identifie l'organisation et l'alignement des ondes électromagnétiques pour déterminer la structure et les processus internes des phénomènes de haute énergie – est également une toute nouvelle technologie. outil en astronomie aux rayons X. La combinaison de leurs données pourrait offrir un aperçu sans précédent des cycles de vie des systèmes binaires et des processus stellaires en déclin mais puissants qui les alimentent.
Y a-t-il une chance que septembre s'écoule sans l'explosion de nova attendue de T CrB ? Les experts conviennent qu’il n’y a aucune garantie – mais l’espoir demeure.
"Les novae récurrentes sont imprévisibles et à contre-courant", a déclaré le Dr Koji Mukai, chercheur en astrophysique à la NASA Goddard. « Quand vous pensez qu'il ne peut y avoir de raison pour laquelle ils suivent un certain modèle établi, ils le font – et dès que vous commencez à compter sur eux pour répéter le même modèle, ils s'en écartent complètement. Nous verrons comment se comporte T CrB.
Apprenez-en davantage sur l’astrophysique de la NASA sur :
https://science.nasa.gov/astrophysique
Jonathan Deal
Marshall Space Flight Center, Huntsville, Alabama
256-544-0034
jonathan.e.deal@nasa.gov