L'étoile V Sagittae est le prochain candidat à exploser dans la pyrotechnie stellaire, et une équipe d'astronomes a fixé l'année de cette explosion cataclysmique à 2083, ou à peu près. V Sagittae est dans la constellation Sagitta (latin pour flèche), une constellation sombre et à peine perceptible dans le ciel du nord. V Sagittae est à environ 1100 années-lumière de la Terre.
En 1902, les astronomes ont découvert V Sge comme une étoile variable, et en 1963, une équipe d'astronomes dirigée par l'américain George Herbig l'a identifié comme une étoile binaire. C'est dans une classe d'étoiles appelées variables cataclysmiques (CV), où une étoile ordinaire tourne autour d'une naine blanche. L'étoile en orbite est l'étoile primaire et l'étoile secondaire est une étoile de transfert de masse.
Dans une variable cataclysmique, les deux étoiles sont suffisamment proches l'une de l'autre pour que la gravité du nain blanc déforme l'étoile secondaire. Le matériel de l'étoile secondaire, ou étoile donneuse, est attiré dans un anneau d'accrétion autour de la naine blanche. Le matériau du disque d'accrétion émet une forte énergie UV et de rayons X lorsqu'il tombe dans la naine blanche.
"Dans tous les autres CV connus, la naine blanche est plus massive que l'étoile normale en orbite, donc V Sge est tout à fait unique."
Le professeur émérite Bradley E. Schaefer, LSU Department of Physics & Astronomy; Auteur principal
Selon de nouvelles recherches, les étoiles V Sge sont dans une spirale de mort. Au cours des prochaines décennies, V Sge s'illuminera considérablement. Puis, vers 2083, il atteindra un point de basculement. Il y aura tellement de transfert de masse de l'étoile donneuse vers la naine blanche que l'étoile donneuse se rapprochera jusqu'à ce qu'elle fusionne. Cette fusion inévitable entraînera une nova catastrophique.
Le professeur émérite Bradley E. Schaefer, Département de physique et d'astronomie du LSU, a dirigé la nouvelle étude.
"Nous avons maintenant une forte prédiction pour l'avenir de V Sge", a déclaré le professeur Schaefer dans un communiqué de presse. «Au cours des prochaines décennies, l'étoile s'illuminera rapidement. Autour de l'année 2083, son taux d'accrétion augmentera de façon catastrophique, répandant une masse à des taux incroyablement élevés sur la naine blanche, avec ce matériau flamboyant. Dans les derniers jours de cette spirale de mort, toute la masse de l'étoile compagnon tombera sur la naine blanche, créant un vent super-massif de l'étoile qui fusionne, apparaissant aussi brillant que Sirius, peut-être même aussi brillant que Vénus. "
La nouvelle recherche a été présentée lors de la réunion annuelle de l'American Astronomical Society.
Les variables cataclysmiques sont une grande catégorie diversifiée d'étoiles avec de nombreux types différents. V Sge est parmi le type le plus extrême. Dans le cas de V Sge, l'étoile donneuse est presque quatre fois plus massive que son compagnon nain blanc, ce qui en fait le seul CV connu où l'étoile donneuse est plus massive que le nain.
V Sge est environ 100 fois plus lumineux que tous les autres CV connus. La paire alimente un vent stellaire extrêmement puissant, ce qui met un terme spectaculaire au système binaire. L'extrême luminosité ne signifie qu'une chose: la naine blanche dépouille de plus en plus de matière de l'étoile donneuse. Une partie de ce matériau s'accumulera sur la naine blanche et une partie sera accélérée dans l'espace loin de la naine blanche dans un vent solaire féroce, opacifiant le système. Finalement, l'étoile donneuse perdra tellement de matière que son orbite se décomposera et les deux entreront en collision.
"Dans tous les autres CV connus, la naine blanche est plus massive que l'étoile normale en orbite, donc V Sge est tout à fait unique", a déclaré Schaefer.
Les astronomes savent depuis longtemps que V Sge était un binaire inhabituel aux propriétés étranges. Mais ce n'est que maintenant qu'ils ont compris que la paire était dans une spirale de la mort qui se resserre. C'est parce qu'il y a des photos archivées de V Sge remontant aux années 1890 qui montrent l'étoile s'illuminer au fil du temps alors que la naine blanche accumule de plus en plus de matériel du donateur.
"Auparavant, les astronomes ont étudié V Sge, se rendant compte qu'il s'agit d'un système inhabituel aux propriétés extrêmes", a déclaré Juhan Frank, membre de l'équipe. "Cependant, personne n'avait réalisé que l'orbite binaire s'enroulait très rapidement."
V Sge connaît un éclaircissement extrême d'un facteur 10x et 2,5 magnitudes depuis environ 1907, selon les archives d'images de l'American Association of Variable Star Observers.
"V Sge gagne de façon exponentielle en luminosité avec une échelle de temps double de 89 ans", a déclaré Frank. "Cet éclaircissement ne peut résulter que du taux de masse tombant de l'étoile compagnon normale augmentant de façon exponentielle, finalement parce que l'orbite binaire s'enroule rapidement."
"En prévision de cette décomposition rapide de l'orbite, le sort de V Sge est scellé", a déclaré Schaefer. «La physique critique et simple est dérivée de V Sge ayant l'étoile compagnon étant beaucoup plus massive que l'étoile naine blanche, forçant ainsi le taux de transfert de masse à augmenter de façon exponentielle. Anticipant les prochaines décennies, V Sge entrera en spirale à un rythme rapide avec une luminosité croissante. »
"Inévitablement, cette spirale atteindra son apogée avec la majorité du gaz dans l'étoile normale tombant sur la naine blanche, le tout dans les dernières semaines et jours", a déclaré Schaefer. "Cette masse en chute va libérer une énorme quantité d'énergie potentielle gravitationnelle, entraînant un vent stellaire comme jamais vu auparavant, et augmentera la luminosité du système juste au-dessous de celle des supernovae au sommet."
Avec toutes les données historiques, l'équipe a pu calculer quand V Sge entrerait en collision.
«À partir de cette nouvelle entrée critique de l'échelle de temps doublée de 89 ans, il devient possible de calculer directement l'évolution future de V Sge, tout en utilisant des équations standard décrivant les nombreux mécanismes physiques impliqués», a déclaré Schaefer.
Les calculs montrent que la collision cataclysmique se produira dans 2083 +/- 16 ans.
"L'incertitude à cette date est de ± 16 ans, résultant principalement de l'absence d'une mesure parfaite de l'échelle de temps de doublement en raison de la grande gigue intrinsèque de la luminosité dans le dossier historique", a déclaré Frank. "Par conséquent, la fusion se situera approximativement entre 2067 et 2099, probablement près du milieu de cette fourchette."
La luminosité maximale durera environ un mois et elle se situera entre Vénus et Sirius à cet égard. Une fois les deux étoiles fusionnées, l'étoile donneuse disparaîtra et il ne restera plus qu'une seule étoile géante rouge. Cette étoile aura un noyau de matière électronique dégénérée, constituée d'électrons forcés dans l'état d'énergie le plus bas par le matériau sus-jacent. Le matériau sus-jacent dans ce cas sera une couche de combustion d'hydrogène entourée d'un vaste halo principalement d'hydrogène.
Lorsque la fusion et l'éclaircissement auront lieu, ce sera historique. L'événement V Sge ne sera pas aussi brillant que la célèbre Kepler Supernova de 1604. La Supernova de Kepler était visible dans le ciel diurne pendant environ trois semaines, et elle a été enregistrée par plusieurs civilisations à travers le monde à l'époque. Mais V Sge sera également visible à l'œil nu.
"Ainsi, V Sge apparaîtra étonnamment lumineux dans le ciel nocturne", a déclaré Schaefer. "C'est nettement plus lumineux que la nova la plus brillante de tous les temps (à -0,5) il y a un peu plus d'un siècle, et la dernière fois qu'une" guest star "est apparue plus brillante était la Supernova de Kepler en 1604."
"Maintenant, les gens du monde entier peuvent savoir qu'ils verront une merveilleuse étoile invitée briller comme la plus brillante du ciel pendant un mois environ, étant pointée par la flèche juste en dessous de Cygnus, le cygne", a déclaré Schaefer.
Les novas créées par ce type de fusion sont utilisées comme bougies standard en astronomie, permettant aux astronomes de mesurer d'énormes distances. Certains novas laissent également des restes, bien qu'ils ne soient pas aussi énergiques ou massifs que les restes de supernova. Les restes de Nova peuvent durer quelques siècles.
Plus:
- Communiqué de presse: Binary Star V Sagittae va exploser en «Nova» très lumineuse d'ici la fin de siècle
- Informations d'assistance: https://www.lsu.edu/physics/v_sagittae.php
- Space Magazine: cette star part en Nova chaque année depuis des millions d'années
