Cette étoile brillait fort tous les 113 jours et on sait enfin pourquoi

Une étoile particulièrement instable interrogeait les scientifiques depuis près de quinze ans. Une étude publiée ce lundi 9 novembre, appuyée sur le télescope Chandra, trouve enfin une explication à son étrange comportement : un compagnon caché qui provoque des explosions cycliques semblables à des supernovæ.

Quand le télescope Chandra l’a captée par hasard en 2001 et 2002, l’étoile AT 2016blu n’avait pas tellement attiré l’attention.

Jusqu’au 12 janvier 2012, quand elle a explosé en ce qui ressemblait à une supernova, repérée par le programme de recherche de supernovae de l’observatoire Lick, en Californie. À ce moment-là, de nombreux télescopes à travers la planète se sont tournés vers elle – mais il y avait un problème. Non seulement le signal ne ressemblait finalement pas tant que ça à celui d’une supernova, mais en plus, l’étoile était toujours là et avait cessé de briller intensément.

Depuis, les astronomes ont observé un cycle – avec une période de brillance particulièrement forte qui revient environ tous les 113 jours (soit à peu près trois fois par an) – avant qu’AT 2016blu ne retrouve son état habituel. Dans une étude publiée ce lundi 9 novembre dans la revue The Astrophysical Journal, une équipe d’astronomes issus en grande partie de l’Université de Virginie avance une explication : un compagnon caché.

27 explosions depuis 2012

La scène se déroule à 30 millions d’années-lumière de la Terre – dans la galaxie NGC 4559. L’étoile AT 2016blu pèse au moins 33 fois la masse du Soleil. Les astronomes la surveillent depuis une quinzaine d’années pour vérifier si son cycle de brillance se poursuit régulièrement.

Pour en savoir plus, l’équipe s’est tournée vers le télescope spatial Chandra. Actif dans l’espace depuis 1999, il est spécialement conçu pour capter les rayons X. Surtout, c’est le seul télescope à rayons X assez précis pour distinguer AT 2016blu d’une autre source très brillante située juste à côté.

Entre 2012 et juin 2026, les télescopes au sol ont répertorié pas moins de 27 explosions de lumière venant de l’étoile – dans des longueurs d’onde visibles à nos yeux. Chandra, lui, n’a observé l’étoile dans les rayons X qu’à deux moments : en 2001-2002, avant les éruptions, puis pendant celle de mars 2026. À chacune de ces 27 explosions, le processus ressemble à celui d’une supernova, mais l’étoile en ressort intacte. Lors de l’éruption de mars 2026, l’étoile était au moins 100 fois plus brillante dans les rayons X que sur les images prises par Chandra en 2001 et 2002.

Un compagnon compact en cause

Pour les astronomes, la meilleure explication est la suivante. AT 2016blu forme un couple avec une étoile à neutrons ou un trou noir. Les deux astres tournent l’un autour de l’autre sur une orbite ovale. À chaque passage au plus près, ce compagnon capture une partie de la matière éjectée par l’étoile. Cette matière tourne autour de lui à une vitesse proche de celle de la lumière et chauffe au point de briller intensément en rayons X. Chaque explosion serait donc l’effet de cette matière arrachée par un objet minuscule mais extrêmement dense.

Ce scénario rend aussi compte de la force des rayons X émis par le système. AT 2016blu est assez brillante dans ce domaine pour être classée candidate au rang de « source X ultralumineuse ». Les astronomes ne comprennent pas encore bien ces objets rares. Ils soupçonnent aussi qu’une bonne partie des brusques changements de luminosité observés sur certaines étoiles avant une supernova vient de systèmes où une étoile massive tourne autour d’un objet compact, ou d’une autre étoile massive.

Les chercheurs n’ont toutefois pas pu identifier précisément l’objet compact qui sert de compagnon à AT 2016blu, ni dire s’il s’agit d’une étoile à neutrons ou d’un trou noir. Il est difficile de trancher, car ces deux types d’objets sont minuscules et émettent peu de lumière par eux-mêmes. Les observations de Chandra font en revanche de ce compagnon la meilleure explication aux éruptions de l’étoile.

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