Cette étoile extrême pourrait avoir d'énormes raz-de-marée

Sur une étoile du Grand Nuage de Magellan, d'énormes raz de marée de plasma pourraient s'écraser à plusieurs reprises sur sa surface alors que la gravité d'une étoile compagnon plus petite tire sur l'étoile plus grande (illustré).

Melissa Weiss/CfA

Par Liz Kruesi

21 août 2023 à 9h00

Comme les vagues d’un océan se brisant sur une plage de sable, d’énormes vagues de plasma peuvent s’écraser sur la surface d’une étoile massive.

L'étoile fait partie d'un couple, étiré et tiré par la gravité de son compagnon. Ce bras de fer gravitationnel provoque un changement radical et rythmique de la luminosité de l’étoile. Aujourd'hui, une simulation informatique suggère que ce battement de cœur régulier de la lumière des étoiles est causé par des raz-de-marée géants qui ondulent et se brisent à la surface de l'étoile, rapportent des chercheurs le 10 août dans Nature Astronomy. La hauteur des vagues pourrait atteindre jusqu’à trois fois le diamètre du soleil.

"Il est assez rare de voir en action des moments aussi dramatiques mais transformateurs", déclare l'astrophysicien Morgan MacLeod du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts.

Le système stellaire, baptisé MACHO 80.7443.1718, se trouve à environ 160 000 années-lumière de la Terre, dans le Grand Nuage de Magellan. Il héberge une étoile visible d’une masse de 35 fois celle du soleil et une autre étoile invisible d’au moins 10 masses solaires. Environ une fois par mois, alors qu'elles tournent autour l'une de l'autre, elles passent suffisamment près pour que les forces gravitationnelles fassent monter les marées sur les surfaces des deux étoiles, soupçonnent les scientifiques, un peu comme la lune tire sur les océans terrestres (SN : 4/5/11).

Sur les étoiles, cependant, ce remorqueur serait nettement plus extrême. "Au lieu de mesurer quelques mètres de haut, [la marée] peut atteindre 10 % du diamètre de l'étoile" visible, explique l'astrophysicien Jim Fuller de Caltech, qui n'a pas participé à l'étude. Sur une étoile aussi grosse que l’étoile visible – environ 24 fois plus large que le soleil – cela correspond à un raz-de-marée d’environ 3,3 millions de kilomètres de haut.

La nouvelle étude, dit Fuller, « montre à quel point la dynamique devient complexe et intéressante lorsque vous avez un système extrême comme celui-ci ».

Les astronomes ne peuvent pas voir la forme de ces étoiles à travers un télescope, mais ils peuvent suivre l'évolution de la lumière de l'étoile la plus brillante au fil du temps. Alors que la luminosité des « étoiles du rythme cardiaque » les plus connues change d’environ un dixième de pour cent, la luminosité de ce système change de 20 pour cent.

Environ une fois par mois, deux étoiles situées à environ 160 000 années-lumière de la Terre se croisent suffisamment pour que les forces gravitationnelles fassent monter les marées dans le plasma à la surface des deux étoiles. Une simulation informatique (illustré) suggère que le tir à la corde gravitationnel soulève d'énormes marées dans le plasma à la surface de la plus grande étoile.

MacLeod voulait savoir comment la dynamique de ce système stellaire conduisait à ces changements visibles. Ainsi, lui et l'astronome de Harvard Avi Loeb ont simulé la façon dont le plasma se déplace sur et entre ces étoiles lorsqu'elles tournent autour les unes des autres.

Les vagues peuvent devenir suffisamment grosses pour se briser et s'écraser sur la surface de l'étoile la plus brillante, suggère l'étude. Lorsqu’une vague océanique est loin du rivage, c’est une vague ondulante. Mais à mesure qu’il se rapproche du rivage, il s’élève et s’effondre sur lui-même. « Il se passe quelque chose de parallèle ici », dit MacLeod. Le sommet de la vague s’accentue, « se déphase par rapport au fond, et elle se replie sur elle-même, et elle s’écrase ».

Bénéficiez d'un excellent journalisme scientifique, provenant de la source la plus fiable, livré à votre porte.

Après qu'elle s'est écrasée sur la surface de l'étoile, dit-il, « les débris projetés sont introduits dans cette atmosphère autour de l'étoile », comme les vagues mousseuses laissées sur une plage. Lorsque les vagues s'écrasent, l'énergie est perdue. Selon l'étude, cet écrasement entraîne un rétrécissement des orbites des étoiles, ce qui signifie que ces étoiles pourraient éventuellement entrer en collision et éventuellement fusionner.

Des questions ou des commentaires sur cet article ? Envoyez-nous un e-mail à [email protected] | FAQ sur les réimpressions

M. MacLeod et A. Loeb. Vagues déferlantes à la surface de l'étoile battante MACHO 80.7443.1718. Astronomie naturelle. Publié en ligne le 10 août 2023. est ce que je : 10.1038/s41550-023-02036-3.