Les étoiles massives dans les galaxies pauvres en métal ont souvent des partenaires étroits, tout comme les étoiles massives de notre manière laiteuse riche en métal. Cela a été découvert par une équipe internationale de 70 astronomes dirigés par des scientifiques de la Belgique, des Pays-Bas et d'Israël. Ils ont utilisé le très grand télescope européen au Chili pour surveiller la vitesse des étoiles massives dans le petit nuage magellanique.
Les chercheurs ont publié leurs résultats dans Astronomie naturelle.
Au cours des 20 dernières années, les astronomes savent que de nombreuses étoiles massives de la Voie lactée riche en métaux ont un partenaire. Ces dernières années, il est devenu clair que l'interaction entre ces partenaires est importante pour l'évolution des étoiles massives. Cependant, jusqu'à présent, les astronomes ne savaient pas si des étoiles massives dans les galaxies pauvres en métal pouvaient également faire partie d'un système binaire. Maintenant, il s'avère que c'est effectivement le cas.
Machine à cale
« Nous avons utilisé le petit nuage Magellanic comme machine à remonter le temps », explique Hugues Sana de Ku Leuven (Belgique). « Le petit nuage Magellanic a un environnement de métallicité représentatif de celui des galaxies lointaines lorsque l'univers n'avait que quelques milliards d'années. »
Étudier les étoiles massives en dehors de la Voie lactée est difficile car les étoiles sont loin et nous en recevons peu de lumière. Les chercheurs ont utilisé le spectrographe Flames sur le très grand télescope de l'Observatoire du Sud européen au Chili. C'est l'un des plus grands télescopes de la Terre. Flames a 132 fibres optiques, chacune pouvant être dirigée vers une étoile différente, qui peut ensuite être observée simultanément.
Accélérer et décélérer
Sur une période de trois mois, les chercheurs ont observé l'accélération et la décélération de 139 étoiles massives de type O à neuf fois différentes. Ces étoiles ont des masses entre 15 et 60 fois celles de notre soleil. Ils sont chauds, brillent brillamment et mettent fin à leur vie dans des explosions de supernova.
Dans le processus, le noyau de l'étoile s'effondre dans un trou noir. Les résultats montrent que plus de 70% des étoiles observées accélèrent et décélèrent. C'est un signe pour un partenaire voisin.
« Le fait que les stars massives du petit nuage Magellanic ont un partenaire suggèrent que les premières stars de l'univers, que nous soupçonnons étaient également massives, avaient également des partenaires », explique la co-auteur Julia Bodensteiner de l'Université d'Amsterdam (Pays-Bas). « Peut-être que certains de ces systèmes finissent comme deux trous noirs en orbite. C'est une pensée passionnante. »
Les chercheurs ont prévu d'observer les mêmes stars seize fois plus dans un avenir proche. Ils visent à reconstruire les orbites précises des étoiles binaires, à déterminer les masses de leurs composants et à étudier la nature et les propriétés de l'étoile compagnon.
« En utilisant nos mesures, nos cosmologues et nos astrophysiciens qui étudient le jeune univers pauvre en métal pourront alors compter sur notre connaissance des étoiles binaires massives avec une plus grande confiance », conclut Tomer Shenar de l'Université Tel Aviv (Israël).
