Le télescope spatial Hubble découvre des surprises autour d'une étoile qui est entrée en éruption il y a 40 ans

Les astronomes ont utilisé de nouvelles données du télescope spatial Hubble de la NASA et du SOFIA (Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge), ainsi que des données d'archives d'autres missions, pour revisiter l'un des systèmes d'étoiles binaires les plus étranges de notre galaxie, 40 ans après son apparition. comme une nova brillante et à longue durée de vie. Une nova est une étoile qui augmente soudainement considérablement sa luminosité, puis disparaît pour retrouver son ancienne obscurité, généralement en quelques mois ou quelques années.

Les premiers résultats des recherches de l'équipe ont été publiés dans Le journal d'astrophysiqueet Sankrit présente des recherches axées sur la spectroscopie UV lors de la 244e réunion de l'American Astronomical Society à Madison, Wisconsin.

Entre avril et septembre 1975, le système binaire HM Sagittae (HM Sge) est devenu 250 fois plus lumineux. Plus inhabituel encore, il ne s’est pas éteint rapidement comme le font habituellement les novae, mais a conservé sa luminosité pendant des décennies. Récemment, des observations montrent que le système est devenu plus chaud, mais paradoxalement un peu atténué.

HM Sge est un type particulier d'étoile symbiotique où une naine blanche et une étoile compagne géante gonflée et produisant de la poussière sont sur une orbite excentrique l'une autour de l'autre, et la naine blanche ingère le gaz provenant de l'étoile géante. Ce gaz forme un disque brûlant autour de la naine blanche, qui peut subir de manière imprévisible une explosion thermonucléaire spontanée à mesure que l’apport d’hydrogène de la géante se densifie à la surface jusqu’à atteindre un point de basculement. Ces feux d'artifice entre étoiles compagnes fascinent les astronomes en donnant un aperçu de la physique et de la dynamique de l'évolution stellaire dans les systèmes binaires.

“En 1975, HM Sge est passée du statut d'étoile quelconque à quelque chose que tous les astronomes du domaine observaient, et à un moment donné, cette vague d'activité a ralenti”, a déclaré Ravi Sankrit du Space Telescope Science Institute (STScI) à Baltimore. En 2021, Steven Goldman de STScI, Sankrit et ses collaborateurs ont utilisé des instruments sur Hubble et SOFIA pour voir ce qui avait changé avec HM Sge au cours des 30 dernières années dans des longueurs d'onde de lumière allant de l'infrarouge à l'ultraviolet (UV).

Les données ultraviolettes de Hubble de 2021 ont montré une forte raie d'émission de magnésium hautement ionisé qui n'était pas présente dans les spectres publiés précédemment à partir de 1990. Sa présence montre que la température estimée de la naine blanche et du disque d'accrétion est passée de moins de 400 000 degrés Fahrenheit en 1989 à supérieure à 450 000 degrés Fahrenheit maintenant. La raie du magnésium hautement ionisée est l’une des nombreuses raies observées dans le spectre UV, dont l’analyse ensemble révélera l’énergie du système et son évolution au cours des trois dernières décennies.

“Quand j'ai vu les nouvelles données pour la première fois”, a déclaré Sankrit, “je me suis dit : 'Wow, c'est ce que la spectroscopie UV de Hubble peut faire', je veux dire, c'est spectaculaire, vraiment spectaculaire.”

Grâce aux données du télescope volant SOFIA de la NASA, qui a pris sa retraite en 2022, l'équipe a pu détecter l'eau, le gaz et la poussière circulant dans et autour du système. Les données spectrales infrarouges montrent que l'étoile géante, qui produit de grandes quantités de poussière, a retrouvé son comportement normal quelques années seulement après l'explosion, mais aussi qu'elle s'est atténuée ces dernières années, ce qui constitue une autre énigme à expliquer.

Avec SOFIA, les astronomes ont pu voir l'eau se déplacer à environ 18 milles par seconde, ce qui, selon eux, est la vitesse du disque d'accrétion grésillant autour de la naine blanche. Le pont de gaz reliant l’étoile géante à la naine blanche doit actuellement s’étendre sur environ 2 milliards de kilomètres.

L'équipe a également travaillé avec l'AAVSO (American Association of Variable Star Observers), pour collaborer avec des astronomes amateurs du monde entier qui aident à garder des yeux télescopiques sur HM Sge ; leur surveillance continue révèle des changements qui n'ont pas été observés depuis son éclatement il y a 40 ans.

“Les étoiles symbiotiques comme HM Sge sont rares dans notre galaxie, et assister à une explosion de type nova est encore plus rare. Cet événement unique est un trésor pour les astrophysiciens sur plusieurs décennies”, a déclaré Goldman.