Lorsque les grandes étoiles approchent de la fin de leur âge d'or et se transforment de géants rouges massifs en naines blanches adolescentes, elles doivent d'abord péter jusqu'à 80% de leur masse.
Pendant des dizaines de milliers d'années, un tsunami de gaz et de poussière s'échappe de chaque géant qui s'effondre, envoyant un vent stellaire constant dans l'espace jusqu'à ce que le noyau de l'étoile brûle enfin le dernier de son combustible et qu'il ne reste que la coque cristalline d'une naine blanche . Ce rétrécissement par péter est considéré comme une phase de vie standard pour les étoiles entre une moitié et huit fois la masse du soleil de la Terre. Cependant, un ensemble de 12 géants gênants semble passer son dernier gaz inexplicablement rapidement.
On a observé chacune de ces étoiles mourantes venteuses éjecter environ l'équivalent de la valeur de 100 planètes de la taille de la Terre chaque année - un rythme exténuant qui devrait faire brûler les géants à travers leurs masses en quelques centaines à 1000 ans, bien plus rapidement qu'un géant rouge typique ne devrait. Selon une nouvelle étude publiée aujourd'hui (25 février) dans la revue Nature Astronomy, tout cela pourrait être une illusion.
De nouvelles observations montrent qu'au moins deux de ces géants gazeux n'éjectent pas de matière à un rythme anormal - cela n'apparaît que parce que leurs vents stellaires sont entraînés dans une grande concentration par une puissance gravitationnelle invisible.
"Nous pensions que ces géants rouges détenaient des records pour le taux de perte de masse, mais ce n'est pas le cas", a déclaré Leen Decin, auteur principal de la nouvelle étude et professeur à l'Institut d'astronomie de KU Leuven en Belgique, dans un communiqué.
L'explication la plus probable, a déclaré Decin, est que chacun de ces géants rouges apparemment anormaux n'est "pas seul", mais la moitié d'un système d'étoiles binaires.
Une illusion gravitationnelle
Pour leurs nouvelles recherches, Decin et ses collègues ont observé deux des 12 passeurs de gaz notoires à travers le télescope Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) au Chili. En examinant de plus près le vent stellaire tourbillonnant autour de ces étoiles, l'équipe a trouvé des jets de poussière et de gaz tourbillonnant loin des étoiles dans une forme de spirale distincte, pas dans la forme de coquille typique associée aux géants rouges mourants.
Selon Decin, ce motif bancal était un indice qu'un objet massif à proximité tirait sur le vent - et probablement même sur les géants rouges eux-mêmes - avec une force considérable.
"C'est une indication indirecte que la géante rouge n'est pas seule, mais fait partie d'un système d'étoiles binaires", a déclaré Decin. "La géante rouge est l'étoile principale avec une deuxième étoile qui l'entoure."
Selon Decin, la présence d'une étoile subordonnée pourrait affecter les géantes rouges de deux manières. D'une part, le vent solaire généré par la géante rouge serait continuellement tiré vers la deuxième étoile, créant un amoncellement de matière au point doux gravitationnel entre les deux corps. Pendant ce temps, la gravité de cette étoile secondaire ferait également osciller légèrement la géante rouge sur sa propre orbite. Ces deux mouvements combinés pourraient expliquer les rubans de gaz en spirale que les scientifiques ont vu tourbillonner hors des principales géantes rouges.
Cette illusion gravitationnelle a peut-être permis à des chercheurs antérieurs de surestimer le taux de perte de masse des géants rouges. Ce qui ressemblait à une période de perte de masse extrême par une seule étoile n'était en fait qu'un aperçu d'une région très concentrée de gaz et de poussière créée par les interactions entre deux étoiles binaires. Decin et ses collègues ont effectué des simulations pour tester à quoi pourrait ressembler cette interaction binaire, et ont constaté que les estimations des pertes de masse précédentes pouvaient être faussées d'un facteur 10; au lieu d'éjecter 100 masses terrestres chaque année, les principales étoiles de ces duos binaires perdaient probablement juste la valeur de 10 terres, a déclaré Decin - plus ou moins la quantité typique attendue pour les étoiles de leur taille.
Une étude plus approfondie est nécessaire pour confirmer si les 12 prétendus géants rouges record sont en fait membres de leurs propres partenariats binaires. S'ils le sont, alors ils peuvent avoir gagné une durée de vie légèrement plus longue aux yeux des scientifiques; les étoiles qui brûlent leur masse plus lentement peuvent durer plus longtemps avant de disparaître.
"Nous pensions que de nombreuses stars vivaient seules, mais nous devrons probablement ajuster cette idée", a déclaré Decin. "Une star avec un partenaire est probablement plus courante que nous ne le pensions."
