Nouvelle découverte : le système VFTS 352

Nouvelle découverte : le système VFTS 352

Une équipe internationale d’astronomie a découvert la double étoile la plus chaude et la plus massive connue à ce jour. Ses composants sont si proches les uns des autres qu’ils se touchent. Les deux étoiles pourraient se diriger vers une fin dramatique où les deux étoiles fusionnent en une seule étoile géante ou forment un double trou noir.

Le système à deux étoiles VFTS 352 est situé à environ 160 000 années-lumière dans la nébuleuse de la Tarentule. Cette région inhabituelle est le lieu de naissance le plus actif de nouvelles étoiles dans l’univers voisin. De nouvelles observations avec le Very Large Telescope de l’ESO ont révélé que cette jeune paire d’étoiles est l’une des plus extraordinaires et étranges de son genre jamais trouvées.

Selon l’expert, cela montre VFTS 352 – le système double étoile double le plus chaud et le plus massif à ce jour, où les deux composants sont en contact et partagent le matériel. Les deux étoiles de ce système extrême se trouvent à environ 160 000 années-lumière de la Terre dans le Grand Nuage de Magellan. Ce système intrigant pourrait se diriger vers une fin dramatique, soit avec la formation d’une seule étoile géante, soit comme un futur trou noir binaire.

VFTS 352 se compose de deux étoiles très chaudes, lumineuses et massives qui orbitent l’une autour de l’autre en un peu plus d’une journée. Les centres des étoiles ne sont distants que de 12 millions de kilomètres. C’est si proche que leurs surfaces se chevauchent et qu’un pont s’est formé entre eux. Le VFTS 352 n’est pas seulement le plus massif de la très petite classe des systèmes de sur-contact – ensemble, il a environ 57 fois la masse du soleil – mais aussi les composants les plus chauds avec des températures de surface de plus de 40 000°C.

Des étoiles exceptionnelles comme celles du VFTS 352 jouent un rôle clé dans la formation des galaxies et sont considérées comme les principaux producteurs d’éléments tels que l’oxygène. Ces étoiles doubles sont également associées à des comportements exotiques tels que les « étoiles vampires », dans lesquelles la petite étoile d’accompagnement aspire la matière de la surface de son grand voisin.

Dans le cas du système VFTS 352, cependant, les deux étoiles sont de taille presque identique. Par conséquent, la matière n’est pas transmise de l’une à l’autre, mais appartient en partie aux deux étoiles. On estime que les deux étoiles partagent environ 30 pour cent de leur matière.

De tels systèmes sont très rares, car cette phase de la vie d’une étoile ne dure que peu de temps, ce qui rend difficile de les attraper dans l’acte. Puisque les étoiles sont si proches l’une de l’autre, les astronomes supposent que de fortes forces de marée mélangent la matière à l’intérieur des étoiles.

« VFTS 352 est le meilleur exemple d’une double étoile chaude et massive qui a été trouvée jusqu’à présent et qui présente une telle sorte de mélange interne », dit Leonardo A. Almeida, chercheur à l’Université de São Paulo au Brésil. « C’est donc une découverte fascinante et importante. »

Les modèles prédisent que le VFTS 352 a deux possibilités de développement, les deux étant un destin dévastateur : La première possibilité est la fusion des deux étoiles, ce qui se traduirait probablement par une étoile géante géante unique à rotation rapide et peut-être fortement magnétique. « S’il continue à tourner rapidement, il pourrait finir sa vie dans l’une des explosions les plus énergétiques de l’univers, également connue sous le nom d’explosions gamma de longue durée », déclare Hugues Sana, chef de projet de l’Université de Louvain en Belgique.

La deuxième option est expliquée par Selma de Mink, astrophysicienne théorique de l’Université d’Amsterdam : « Si les étoiles sont bien mélangées, elles restent toutes les deux compactes et le système VFTS 352 échappe à la fusion. Cela conduirait ces objets sur un chemin complètement différent de ce que le développement classique des étoiles prédit. Dans le cas du VFTS 352, les deux étoiles finiraient probablement leur vie dans des explosions de supernova, formant un double système étroit de trous noirs. Un objet aussi extraordinaire constituerait une puissante source d’ondes gravitationnelles. »

La preuve de l’existence de cette deuxième voie d’évolution représenterait une percée dans le domaine de l’observation de l’astrophysique stellaire. Indépendamment de la façon dont le système VFTS 352 mourra, il a déjà fourni aux astronomes de nouvelles connaissances précieuses sur les processus de développement mal compris des systèmes d’interface à grand volume.