Des astronomes ont identifié un système d’étoiles binaire au sein duquel la naine blanche absorbe la matière de sa compagne à une vitesse jamais observée auparavant. Baptisée V Sagittae et situé à environ 10 000 années-lumière, le système pourrait provoquer une explosion suffisamment puissante pour être visible depuis la Terre à l’œil nu, y compris en plein jour. L’étude du système pourrait offrir de nouvelles perspectives et améliorer notre compréhension de l’évolution des étoiles.
Observée depuis 1902, V Sagittae (V Sge) est un système binaire variable galactique (dont l’une des étoiles est très lumineuse par rapport à l’autre) dont les étoiles orbitent l’une autour de l’autre en 12,3 heures. L’une d’elles est une naine blanche dont la masse équivaut à 0,7 fois celle du Soleil, tandis que sa compagne est une étoile chaude de 2,8 masses solaires.
Les importantes variations de luminosité du système ont longtemps intrigué les astronomes, si bien que sa nature était jusqu’à présent controversée. « V Sagittae n’est pas un système stellaire ordinaire : c’est le plus brillant de son genre et il a déconcerté les experts depuis sa découverte en 1902 », explique dans un communiqué, Phil Charles, professeur d’astrophysique à l’Université de Southampton. Des études ont montré que même dans ses périodes de faible luminosité, V Sge possède une luminosité bien plus importante que celle des étoiles variables de type nova connues à l’état calme.
Différentes hypothèses ont été avancées pour expliquer cette luminosité. L’une d’entre elles suggère la présence d’une composante supplémentaire entraînant une perte de masse importante de l’étoile principale. Lorsque les naines blanches aspirent la matière de leurs étoiles compagnons, de violentes réactions thermonucléaires se déclenchent lorsque suffisamment de masse est accumulée, provoquant une importante hausse de luminosité.
Cependant, les caractéristiques d’émission du système sont si complexes et variables que les mécanismes d’interaction exacts entre les deux étoiles font l’objet de débats. Charles et ses collègues de l’Université de Turku en Finlande, de l’Instituto de Astrofisica de Canarias espagnol et de l’Université de La Laguna, ont exploré la question en effectuant une vaste campagne d’observation avec le Very Large Telescope de l’Observatoire européen austral, au Chili.
« Les propriétés détaillées de V Sge, en particulier du donneur, étant encore controversées, nous avons entrepris une campagne VLT/X-Shooter de trois mois en 2023 », expliquent les chercheurs dans leur étude publiée dans le Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.
Une explosion visible à l’œil nu dans les prochaines années
L’équipe de Charles a collecté des relevés spectrométriques à haute résolution qui ont permis de révéler des détails inédits dans les spectres d’émission de V Sge. « Cela nous permet de suivre les principales régions émettrices de V Sge par tomographie Doppler, obtenant ainsi de nouvelles informations sur la dynamique des taux d’accrétion élevés », expliquent les chercheurs dans leur document. La tomographie Doppler est une technique utilisée pour mesurer la vitesse de surface des étoiles.
Les experts ont constaté que la luminosité extrême du système s’explique par le fait que la naine blanche aspire la matière de sa compagne à une vitesse incroyablement élevée. « C’est un processus si intense qu’il devient thermonucléaire à la surface de la naine blanche, brillant comme un phare dans le ciel nocturne », affirme Charles.
D’après les chercheurs, les deux étoiles se rapprochent progressivement et l’accumulation de matière par la naine blanche pourrait produire une explosion de type nova dans les prochaines années. Cette explosion serait si violente qu’elle rendra probablement V Sge visible à l’œil nu, malgré sa distance (10 000 années-lumière).
Et lorsque les étoiles finiront par entrer en collision, cela pourrait déclencher une explosion de type supernova qui sera visible depuis la Terre même en plein jour. « La vitesse à laquelle ce système stellaire condamné oscille de façon incontrôlable, probablement en raison de son extrême luminosité, est un signe frénétique de sa fin imminente et violente », indique Pasi Hakala de l’Université de Turku, l’auteur principal de l’étude.
Les données révèlent en outre que le système est entouré d’un gigantesque anneau de gaz, qui résulterait de l’énorme quantité d’énergie et de matière projetée par la naine blanche. Cette dernière ne pourrait absorber l’intégralité de la matière qu’elle arrache à sa compagne à la vitesse à laquelle le phénomène se produit. Cet excédent de matière alimenterait l’anneau entourant le système. « Cet anneau inattendu, formé à partir des débris de ce festin désordonné, nous offre un indice qui pourrait modifier nos connaissances sur la vie et la mort des étoiles », conclut l’expert.
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