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Des scientifiques détectent l’étoile en fuite la plus rapide jamais vue dans la Voie lactée : ScienceAlert

Des scientifiques détectent l’étoile en fuite la plus rapide jamais vue dans la Voie lactée : ScienceAlert

La nouvelle découverte de six autres étoiles en fuite dans la Voie lactée a fait atterrir l’objet le plus rapide jamais découvert dans la galaxie.

En fait, deux des étoiles battent des records, avec des vitesses radiales centrales vers le Soleil plus rapides que toute autre étoile en fuite. L’étoile J1235 tourne à 1 694 kilomètres (1 053 miles) par seconde ; et J0927 à une vitesse stupéfiante de 2 285 kilomètres (1 420 miles) par seconde.

Mais quatre des objets nouvellement mesurés sont ce que l’on appelle des étoiles à hypervitesse, se déplaçant à des vitesses supérieures à la vitesse d’échappement de la Voie lactée. Et selon une équipe dirigée par l’astrophysicien Karim El-Badry du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, tous les quatre sont probablement le résultat de supernovae de type Ia – les « bougies standard » par lesquelles nous mesurons l’univers.

Cela, ont-ils dit, a permis un nouveau calcul du taux de natalité de ces étoiles, et ils ont constaté qu’il correspondait au taux estimé pour les supernovae de type I. Leurs conclusions sont détaillées dans un article soumis à Une revue ouverte d’astrophysiqueIl est disponible sur un serveur prépresse arXiv.

« Il peut encore y avoir un grand nombre de fugitifs faibles de faible masse qui attendent d’être découverts », écrivent les chercheurs.

Un pulsar appelé J0002 s’éloigne d’une supernova à 1 130 kilomètres par seconde. (J. English/Université du Manitoba/NRAO/F. Schinzel et al./DRAO/Canadian Galactic Plane Survey/NASA/IRAS)

Chaque fois qu’une étoile explose, la force de l’explosion peut laisser ce qui reste dans l’espace à grande vitesse. On pense que les étoiles à hypervitesse sont le produit d’un type spécial de supernova qui donne à l’étoile un coup de pied plus grand que d’habitude, connu sous le nom de double détonation dynamiquement dégénérée, ou D.6une supernova.

Ceci est un scénario pour expliquer ce qui se passe lors d’une supernova de type Ia.

Vous commencez avec une paire d’étoiles naines blanches dans un système binaire. Ce sont les noyaux restants d’étoiles de faible masse, jusqu’à huit fois la masse du Soleil, qui sont à court de matériau de fusion, ont expulsé la majeure partie de leur masse et se sont effondrés en un noyau dense qui brille avec la chaleur résiduelle. Ces choses sont connues sous le nom de Étoiles déclinantes.

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Une naine blanche a une limite de masse, connue sous le nom de limite de Chandrasekhar, de 1,4 fois la masse du Soleil. Au-dessus de cette limite, l’étoile devient instable et explose en supernova de type Ia.

Pour atteindre cette masse critique, une naine blanche doit se trouver dans un système binaire suffisamment proche avec une autre étoile qui tire la matière de son compagnon par gravité, augmentant de taille avec le temps.

Ce qui se passe dépend du type d’étoile compagne. Si une naine blanche aspire de l’hydrogène, elle produit une supernova classique. Vous pouvez lire comment cela se passe ici.

Cependant, si le compagnon est une naine blanche avec une couche superficielle importante d’hélium, l’étoile cannibale l’attirera à la place.

Cela crée une couche d’hélium plus massive à la surface de l’étoile donneuse, qui, lorsqu’elle atteint une pression et une température suffisamment élevées, commencera à s’effondrer. rapidement incorporé au carbone.

Cela conduit à une explosion thermonucléaire, similaire à ce qui se passe avec l’hydrogène dans une supernova classique.

G299, le vestige de ce que les astronomes pensent être une supernova de type Ia il y a 4 500 ans. (NASA/CXC/U.Texas/S.Post et al./MASS/UMass/IPAC-Caltech/NSF)

Mais la détonation d’hélium va plus loin : l’onde de choc Il conduit à une deuxième détonation Au cœur d’une naine blanche produit un kaboom massif. Il s’agit d’une double double détonation, et on pense qu’elle envoie l’étoile donatrice – qui n’a pas explosé deux fois comme certains grands gagnants – voler positivement.

Les vitesses de ces étoiles à hypervitesse accélèrent à plus de 1 000 kilomètres par seconde. Étant donné que quelque chose doit voyager jusqu’à lui 550 kilomètres par seconde Pour quitter la Voie lactée, les étoiles à hypervitesse se dirigent vers l’espace intergalactique.

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Mais nous ne savons pas combien d’entre eux ou à quelle fréquence une supernova de type Ia produit une étoile à supervitesse. Ainsi, El-Badri et ses collègues sont allés creuser dans les données du Gaia Survey, un projet en cours pour cartographier la Voie lactée à la plus haute résolution jamais vue, y compris les mouvements appropriés des étoiles lorsqu’elles se déplacent dans la galaxie.

Ils trouvent 4 étoiles à hypervitesse jusque-là inconnues avec la lettre D.6 Origine. Cela ne semble pas beaucoup, mais avec 10 étoiles de supernova prédéterminées en raison de l’impact de la supernova, cela permet un calcul plus précis du nombre réel de ces choses là-bas. Et il doit y en avoir plus que quelques-uns.

En fait, notre galaxie doit avoir quelques étoiles rapides venues d’autres galaxies.

« Si une grande fraction d’une supernovae de type Ia produit un D6 L’étoile, la galaxie en a probablement lancé plus de 10 millions dans l’espace intergalactique », écrivent les chercheurs.

« Un corollaire intéressant est qu’il doit y avoir un nombre élevé de syncopes près de D6 Des étoiles ont été projetées depuis des galaxies dans tout le volume local traversant la région solaire. »

Reconstitution de la structure de la Voie Lactée. (Stefan Payne-Wardner/MPIA)

Il y a des étoiles plus rapides dans la Voie lactée, mais leur contexte est un peu différent. Les étoiles en orbite autour du trou noir supermassif au centre de la galaxie peuvent atteindre des vitesses incroyables. Le plus rapide se déplace à une vitesse stupéfiante de 24 000 kilomètres par seconde à l’approche du trou noir sur sa longue orbite elliptique.

Cependant, ils sont gravitationnellement liés dans leurs orbites et ne quitteront pas la galaxie de si tôt, à moins qu’une interaction sauvage entre trois objets ne semble leur donner un coup de pouce.

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Auparavant, l’étoile en fuite connue la plus rapide était D6 Un binaire nain blanc avec une vitesse d’environ 2200 kilomètres par seconde; Sa vitesse radiale héliocentrique a été mesurée à 1 200 kilomètres par seconde. C’est la vitesse telle qu’elle nous apparaît à nous observateurs. J0927 et J1235 peuvent avoir des vitesses combinées de 2 753 et 2 670 kilomètres par heure, estiment les chercheurs.

Il peut y avoir des étoiles plus rapides là-bas. Nous avons tendance à ne rechercher que les personnes les plus brillantes, ce qui suggère qu’il nous manque beaucoup de choses. Ce que la nouvelle découverte nous donne, c’est une multitude de nouveaux points de données pour déterminer où ils se trouvent et comment les trouver.

« Il existe maintenant un grand nombre d’étoiles à hypervitesse associées à des supernovae thermonucléaires », écrivent les chercheurs.

« La modélisation de cet amas permettra à terme de déduire la vitesse de formation des emballements thermonucléaires et, in fine, la formation de la fraction de supernovae de type Ia à travers le double canal de désintégration.

Notre estimation du taux de natalité pour D6 Les étoiles sont cohérentes avec un scénario dans lequel la plupart des supernovae de type Ia produisent une naine blanche en fuite à hypervitesse, mais la population observée est dominée par les fuites les plus grandes et les plus brillantes. Modèles d’évolution thermique de D6 Les étoiles sont nécessaires pour des estimations plus précises du taux de natalité. « 

La recherche a été soumise à Une revue ouverte d’astrophysiqueet est disponible sur arXiv.

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