La conception d'un artiste d'une étoile en exil sortant de la voie lactée. Crédit d'image: Ruth Bazinet, CfA Cliquez pour agrandir
Les candidats à des émissions de télé-réalité ne sont pas les seuls menacés d'exil. Les astronomes utilisant l'observatoire MMT en Arizona ont découvert deux étoiles exilées de la galaxie de la Voie lactée. Ces étoiles sortent de la galaxie à des vitesses supérieures à 1 million de miles par heure - si vite qu'elles ne reviendront jamais.
"Ces étoiles sont littéralement des naufragés", a déclaré l'astronome Smithsonian Warren Brown (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics). "Ils ont été jetés hors de leur galaxie d'origine et se sont éloignés dans un océan d'espace intergalactique."
Brown et ses collègues ont repéré le premier exil stellaire en 2005. Les groupes européens en ont identifié deux autres, dont l'un pourrait provenir d'une galaxie voisine connue sous le nom de Grand nuage magellan. La dernière découverte porte à cinq le nombre total d'exilés connus.
"Ces étoiles forment une nouvelle classe d'objets astronomiques - les étoiles exilées quittant la Galaxie", a déclaré Brown.
Les astronomes soupçonnent qu'il existe environ 1 000 étoiles en exil dans la galaxie. En comparaison, la Voie lactée contient environ 100 000 000 000 (100 milliards) d'étoiles, ce qui rend la recherche d'exilés beaucoup plus difficile que de trouver la proverbiale «aiguille dans une botte de foin». L'équipe Smithsonian a amélioré ses chances en présélectionnant des étoiles avec des emplacements et des caractéristiques typiques des exilés connus. Ils ont passé au crible des dizaines de candidats répartis sur une zone de ciel presque 8000 fois plus grande que la pleine lune pour repérer leur carrière.
"La découverte de ces deux nouvelles étoiles exilées n'a été ni chanceuse ni aléatoire", a déclaré l'astronome Margaret Geller (Smithsonian Astrophysical Observatory), co-auteur du document. «Nous avons fait une recherche ciblée pour eux. En comprenant leur origine, nous savions où les trouver. »
La théorie prédit que les étoiles exilées ont été projetées du centre galactique il y a des millions d'années. Chaque étoile faisait autrefois partie d'un système d'étoiles binaires. Lorsqu'un binaire oscille trop près du trou noir au centre de la galaxie, la gravité intense peut séparer le binaire, capturant une étoile tout en projetant violemment l'autre vers l'extérieur à une vitesse énorme (d'où leur désignation technique d'étoiles à hypervitesse).
Les deux exilés récemment découverts sont tous deux des étoiles de courte durée, environ quatre fois plus massives que le soleil. De nombreuses étoiles similaires existent dans le centre galactique, soutenant la théorie de la façon dont les exilés sont créés. De plus, des études détaillées du centre de la Voie lactée ont précédemment trouvé des étoiles en orbite autour du trou noir sur des orbites elliptiques très allongées - le genre d'orbites qui seraient attendues pour d'anciens compagnons d'étoiles à hypervitesse.
"Les modèles informatiques montrent que les étoiles à hypervitesse sont naturellement faites près du centre galactique", a déclaré le théoricien Avi Loeb du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. «Nous savons que les binaires existent. Nous savons que le centre galactique contient un trou noir supermassif. Ainsi, des étoiles exilées seront inévitablement produites lorsque les binaires passeront trop près du trou noir. »
Les astronomes estiment qu'une étoile est projetée du centre galactique tous les 100 000 ans en moyenne. Les chances d'en voir un au moment de l'éjection sont minces. Par conséquent, la chasse doit continuer à trouver d'autres exemples d'exilés stellaires afin de comprendre l'environnement extrême du centre galactique et comment ces extrêmes conduisent à la formation d'étoiles à hypervitesse.
Les caractéristiques des étoiles exilées donnent des indices sur leur origine. Par exemple, si un grand groupe d’étoiles s’infiltre dans le trou noir central de la Voie lactée, de nombreuses étoiles peuvent être projetées presque en même temps. Chaque étoile à hypervitesse connue a quitté le centre galactique à un moment différent, il n'y a donc aucune preuve d'un «éclat» d'exilés.
Les étoiles à hypervitesse offrent également une sonde unique de structure galactique. "Au cours de leur vie, ces étoiles voyagent à travers la majeure partie de la Galaxie", a déclaré Geller. "Si nous pouvions mesurer leurs mouvements à travers le ciel, nous pourrions en apprendre davantage sur la forme de la Voie lactée et sur la façon dont la mystérieuse matière noire est distribuée."
Le premier nouvel exilé, en direction de la constellation Ursa Major, est désigné SDSS J091301.0 + 305120. Il se déplace hors de la galaxie à une vitesse d'environ 1,25 million de miles par heure et est actuellement situé à une distance d'environ 240 000 années-lumière de la terre. Le deuxième exilé, en direction de la constellation du Cancer, est désigné SDSS J091759.5 + 672238. Il se déplace vers l'extérieur à 1,43 million de miles par heure et est actuellement situé à environ 180 000 années-lumière de la terre.
Les deux étoiles, bien que se déplaçant à des vitesses énormes dans l'espace, sont situées si loin de la terre que leur mouvement ne peut être détecté qu'avec des instruments astronomiques sophistiqués.
Cette recherche a été soumise à The Astrophysical Journal Letters pour publication et sera disponible en ligne à http://arxiv.org/abs/astro-ph/0601580. Les auteurs de l'article sont Brown, Geller, Scott Kenyon et Michael Kurtz (Smithsonian Astrophysical Observatory).
Basé à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: Communiqué de presse de la CfA
