À plus de 5 000 années-lumière de la Terre, une étoile morte envoie une impulsion radio toutes les huit minutes environ, en tournant autour d’une étoile semblable à notre Soleil. Jusqu’ici, les astronomes avaient surtout capté ce genre de signal chez des naines blanches associées à des étoiles plus petites et plus froides.
Si vous êtes de ceux qui avaient adoré la série Lost, alors cette info va vous rappeler des souvenirs. En 2022, l’équipe de Natasha Hurley-Walker, astronome à l’université Curtin, à Perth, avait annoncé la découverte d’un signal radio répété toutes les dix-huit minutes. Aucun pulsar ne pouvait l’expliquer, car ces étoiles à neutrons effectuent une rotation complète en quelques secondes au plus. Les chercheurs ont depuis recensé une douzaine de ces transitoires de longue période, des sources radio qui s’allument et s’éteignent sur des dizaines de minutes, parfois plusieurs heures. Plusieurs provenaient d’une naine blanche, le noyau résiduel d’une étoile en fin de vie, associée à une naine rouge, plus petite et plus froide que le Soleil. Mais personne ne savait laquelle des deux étoiles émettait les impulsions.
Les impulsions radio suivent la naine blanche sur son orbite
Le signal GPM J071507−114153 est apparu dans les données du Murchison Widefield Array (MWA), un réseau d’antennes installé dans l’arrière-pays de l’Ouest australien, lors d’un relevé de la partie de la Voie lactée visible depuis l’Australie. Les astronomes ont ensuite localisé précisément la source grâce au radiotélescope sud-africain MeerKAT, puis confirmé avec l’observatoire Keck, à Hawaï, la présence d’une étoile de type G, la catégorie de notre Soleil.
Il s’agit donc d’une naine blanche en orbite autour d’une étoile semblable au Soleil, une association jamais repérée jusqu’ici parmi les transitoires de longue période. La naine blanche envoie une impulsion toutes les 7,9 minutes, et les deux étoiles font le tour l’une de l’autre en 1,3 jour environ. Les astronomes ont traité plus de 100 heures de données radio sur les supercalculateurs du centre Pawsey, en Australie, pour suivre le mouvement de la naine blanche impulsion après impulsion.
« C’est la première fois que les pulsations sont suffisamment nettes pour observer le mouvement de la naine blanche sur son orbite autour de son compagnon », souligne Sam McSweeney, auteur principal de l’étude, qui travaillait alors à l’université Curtin. Le signal naît donc à proximité de la naine blanche, ou peut-être de l’étoile morte directement. L’étoile de type G ne remplit pas non plus son lobe de Roche, la zone où sa gravité l’emporte sur celle de la naine blanche, d’après l’article publié dans Nature Astronomy.
Les impulsions révèlent les éruptions de l’étoile semblable au Soleil
Les chercheurs se sont aussi servis de ces impulsions pour observer l’étoile compagne, et ils ont détecté des éruptions sur l’étoile de type G, semblables aux éruptions du Soleil à l’origine des aurores polaires sur Terre. À chaque passage de la naine blanche derrière sa voisine, les ondes radio traversent la couronne, l’atmosphère magnétique de l’étoile, et leur polarisation pivote brusquement. La naine blanche est aussi passée derrière une région magnétique intense, probablement une protubérance, une immense boucle de plasma jaillie de la surface de l’étoile.
Comme l’explique Natasha Hurley-Walker, coautrice de l’étude, « c’est incroyable qu’en utilisant les longueurs d’onde radio, nous puissions détecter les tempêtes sur une étoile située à plus de 5 000 années-lumière ».
Pour les auteurs, ces impulsions radio n’existeraient pas sans l’étoile compagne. La naine blanche interagit avec elle pour produire son signal, et cette compagne n’a pas besoin d’être une naine rouge. Selon l’équipe, de futures détections de transitoires de longue période pourraient aussi révéler des naines blanches invisibles pour les télescopes classiques. Le MWA et MeerKAT préfigurent les radiotélescopes SKA, en construction en Australie et en Afrique du Sud, dont Sam McSweeney prépare aujourd’hui la mise en service.
