Les vraies étoiles filantes existent, mais ce ne sont pas les stries que vous voyez dans un ciel nocturne clair › Geeky News

Cet article a été initialement publié sur The Conversation. La publication a contribué à l’article de Space.com’s Expert Voices: Op-Ed & Insights.

Idan Ginsburg, Faculté universitaire de physique et d’astronomie, Georgia State University

« Je vois ta gloire comme une étoile filante. »

C’est ce que dit le comte de Salisbury alors qu’il rumine sur l’avenir dans « Richard II » de Shakespeare.

Les étoiles filantes – telles que celles produites par la pluie de météores Leonid représentée dans cette estampe de 1889 – sont belles, mais elles n’ont rien à voir avec de vraies étoiles. (Crédit image : Adolf Vollmy/Wikimedia Commons)

Pendant la Renaissance anglaise, les gens croyaient que les étoiles filantes étaient des luminaires tombant du ciel et annonciateurs de calamités. Mais à la fin du 19e siècle, les scientifiques avaient établi que la vérité était bien plus banale. Ce qu’on appelle communément aujourd’hui les étoiles filantes ou filantes sont simplement de petits morceaux de roche ou de poussière qui brûlent rapidement lorsqu’ils pénètrent dans l’atmosphère terrestre.

Mais la nature vous réserve une surprise : les étoiles filantes existent vraiment.

Je suis un astrophysicien qui étudie la mécanique céleste – comment les objets comme les étoiles, les planètes et les galaxies se déplacent.

De 2005 à 2014, un programme d’observation monumental intégrant le Sloan Digital Sky Survey et les télescopes de l’observatoire Fred Lawrence Whipple a confirmé une nouvelle classe d’étoiles qui se déplacent à une vitesse si incroyable qu’elles peuvent échapper à la gravité de leurs galaxies d’origine.

Les astronomes commencent tout juste à comprendre ces étoiles filantes réelles – appelées étoiles à hypervitesse – qui traversent le cosmos à des millions de kilomètres à l’heure.

Étoiles tournantes et lance-pierres

L’histoire des étoiles à hypervitesse commence en 1988, lorsque Jack Gilbert Hills, un théoricien du Los Alamos National Labs, a eu une idée géniale : que se passerait-il si un système stellaire binaire, c’est-à-dire deux étoiles gravitationnelles liées l’une à l’autre et en orbite un centre de masse commun – a voyagé près du trou noir massif au centre de la Voie lactée ? Hills a calculé que la force de marée du trou noir pouvait rendre le système binaire en deux.

Imaginez deux patineurs qui se tiennent par la main et tournent sur eux-mêmes jusqu’à ce qu’ils se lâchent tout d’un coup. Les deux patineurs s’envoleront l’un de l’autre. De même, lorsque deux étoiles d’un système binaire sont séparées par une rencontre rapprochée avec un trou noir, elles s’envolent. Dans une telle rencontre, une étoile pourrait gagner suffisamment d’énergie pour être entièrement projetée hors de la galaxie.

Les astronomes savent maintenant que c’est ainsi que naissent les étoiles à hypervitesse.

Une étoile à hypervitesse, HE 0437-5439, a été projetée du centre de la Voie lactée et fait un aller simple hors de la galaxie. (Crédit image : NASA, ESA et G. Bacon (STScI), CC BY)

Théorie, observations et simulations

Après la publication de l’article prémonitoire de Hills, la communauté astronomique a considéré les étoiles à hypervitesse comme une possibilité intrigante, bien que sans preuves d’observation. Cela a changé en 2005.

En observant des étoiles dans le halo de la Voie lactée, une équipe de chercheurs utilisant l’observatoire MMT en Arizona est tombée sur quelque chose de très inattendu. Ils ont observé une étoile s’échapper de la Voie lactée à près de 2 millions de mph (3,2 millions de km/h). Il s’agissait de HVS1, la première étoile à hypervitesse connue.

Les observations racontent une partie de l’histoire, mais pour aider à répondre à d’autres questions – comme ce qui arrive au compagnon après sa séparation de l’étoile à hypervitesse – mon conseiller et moi nous sommes tournés vers des simulations informatiques. Nos modèles prédisent que l’autre étoile de la première paire est souvent laissée en orbite autour du trou noir de la même manière que la Terre tourne autour du soleil.

Les simulations utilisent les lois de la physique pour calculer les orbites et les trajectoires des étoiles, y compris les étoiles à hypervitesse. (Crédit image : ESO / L.Calçada / spaceengine.org)

Un autre résultat passionnant de ces efforts de modélisation a été la découverte que parfois les deux étoiles peuvent s’écraser l’une contre l’autre. Lorsque cela se produit, les étoiles peuvent fusionner en une seule étoile très massive.

Les planètes pourraient également être projetées hors de la galaxie à des vitesses stupéfiantes. (Crédit image : David A. Aguilar/CfA, CC BY-ND)

Si vous vous demandiez ce qui pourrait arriver à une planète en orbite autour de l’une de ces étoiles, nous l’avons également modélisée. Dans un court article de 2012, mes collègues et moi avons montré que le trou noir au centre de notre galaxie peut faire exploser des planètes hors de la Voie lactée à près de 5 % de la vitesse de la lumière.

À ce jour, aucune planète à hypervitesse n’a été détectée, mais elles pourraient très bien être là-bas, attendant que des astronomes heureux se hasardent sur elles.

Toutes les étoiles rapides ne quittent pas la galaxie

En utilisant les données du vaisseau spatial Gaia, lancé en 2013, mes collègues et moi avons découvert que certaines des étoiles que la communauté astronomique considérait auparavant comme des «étoiles à hypervitesse» sont en fait probablement liées à la galaxie de la Voie lactée.

Si ce résultat peut sembler décevant, il révèle en fait deux points critiques. Premièrement, il existe différents mécanismes pour accélérer les étoiles à des vitesses élevées. Aujourd’hui, les astronomes connaissent des milliers d’étoiles rapides. Cependant, le simple fait qu’une étoile se déplace rapidement n’en fait pas nécessairement une étoile à hypervitesse non liée à la Voie lactée. Deuxièmement, les véritables étoiles à hypervitesse qui s’échappent de la Voie lactée peuvent être plus rares qu’on ne le pensait auparavant.

Les données des télescopes terrestres et spatiaux comme Gaia aident les astronomes à en savoir plus sur tous les types d’étoiles à grande vitesse, y compris les étoiles à hypervitesse. (Crédit image : SA, CC BY)

L’avenir est brillant et rapide

Je trouve ça beau que de vraies étoiles filantes existent. Il est tout aussi étonnant que l’étude de leurs trajectoires et de leurs vitesses puisse aider à répondre à certaines des principales questions scientifiques d’aujourd’hui.

Par exemple, les étoiles à hypervitesse pourraient offrir des indices sur la nature et la distribution de la matière noire dans l’univers. Les étoiles à hypervitesse peuvent également être la clé pour déterminer s’il y a plus d’un trou noir au centre de la galaxie.

Mes étudiants utilisent le Transiting Exoplanet Survey Satellite de la NASA pour rechercher des planètes autour de ces étoiles incroyablement rapides. La découverte d’une seule planète autour d’une étoile à hypervitesse changera à jamais les idées sur la formation planétaire et la capacité de survie.

Ces étoiles sont rapides, mais lentement elles éclairent les secrets de la nature. Bien que vous ne puissiez peut-être pas voir une véritable étoile filante de vos propres yeux, vous pouvez certainement faire un vœu sur celle-ci.

Cet article est republié de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l’article d’origine.

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