Les astronomes ont, pour la première fois, obtenu une vue haute résolution d’une étoile naine blanche siphonnant activement la matière d’un compagnon proche. À l’aide de l’explorateur de polarimétrie à rayons X (IXPE) de la NASA, une équipe du MIT a observé le système EX Hydrae, situé à 200 années-lumière de la Terre, révélant des détails sur la violente interaction entre ces étoiles. Cette découverte fournit des informations essentielles sur le comportement des systèmes binaires « polaires intermédiaires », c’est-à-dire des systèmes dans lesquels une étoile morte consomme agressivement sa voisine.
La dynamique du cannibalisme stellaire
EX Hydrae se compose d’une naine blanche, le reste dense d’une étoile semblable au soleil, et de sa victime, qui tourne autour d’elle toutes les 98 minutes. Le champ magnétique de la naine blanche extrait la matière de l’étoile compagne, créant une colonne de gaz surchauffé d’environ 3 200 kilomètres de hauteur. Cette colonne pleut sur la naine blanche, libérant un intense rayonnement X.
Cette échelle est significative : la colonne fait presque la moitié du rayon de la naine blanche elle-même, ce qui signifie qu’une partie substantielle de la matière de l’étoile compagnon est directement consommée. L’équipe a également confirmé que les rayons X rebondissent sur la surface de la naine blanche avant d’être diffusés, un phénomène prédit mais jamais observé directement.
Pourquoi c’est important : disques d’accrétion et champs magnétiques
Les naines blanches sont à la fin de l’évolution stellaire et peuvent emprunter deux voies vers la destruction ; soit en explosant en une supernova de type Ia, soit en se refroidissant lentement en une naine noire. La principale différence entre ces deux voies réside dans la manière dont la naine blanche acquiert la masse de son étoile compagne.
Les polaires intermédiaires, comme EX Hydrae, entrent dans une catégorie unique dans laquelle le champ magnétique n’est pas assez fort pour former un disque d’accrétion complet (une masse tourbillonnante de matière volée) autour de la naine blanche, mais il est suffisamment fort pour canaliser la matière vers les pôles. Ce processus crée un « rideau d’accrétion » : une averse de matière stellaire à des millions de kilomètres par heure. La collision du matériau entrant crée des colonnes de gaz turbulentes de plusieurs millions de degrés qui émettent des rayons X détectables.
La puissance de la polarimétrie à rayons X
Le vaisseau spatial IXPE a mesuré la polarisation des rayons X émis par EX Hydrae, ce qui a révélé un degré de polarisation étonnamment élevé (8 %). Cela signifie que les ondes de rayonnement étaient alignées dans une direction spécifique, confirmant la présence du champ magnétique et du flux d’énergie intense.
“Nous avons montré que la polarimétrie des rayons X peut être utilisée pour effectuer des mesures détaillées de la géométrie d’accrétion de la naine blanche”, a déclaré Sean Gunderson, chef d’équipe au MIT.
Cette technique fournit une image plus claire de l’environnement extrême autour de la naine blanche que les télescopes traditionnels, qui ne voient souvent qu’un faible point dans le ciel. En analysant la polarisation, les scientifiques peuvent reconstruire la région la plus interne et la plus énergétique du système.
Implications futures : Comprendre les supernovae
L’équipe de recherche prévoit d’étendre ses recherches à d’autres systèmes de naines blanches, dans le but de mieux comprendre comment ces étoiles finissent par exploser en supernovae de type Ia. Ces supernovae sont cruciales pour mesurer les distances cosmiques. Il est donc essentiel de comprendre les facteurs conduisant à leurs explosions pour cartographier l’univers.
L’étude des vampires stellaires offre un aperçu direct des violentes étapes finales des systèmes stellaires, mettant en lumière à la fois leur comportement immédiat et leur destin ultime.
