Dans une nova classique, un siphon nain blanc se détache d'une étoile compagnon, accumulant une couche à sa surface jusqu'à ce que la température et la pression soient si élevées (un processus qui peut prendre des dizaines de milliers d'années) que son hydrogène commence à subir une fusion nucléaire , déclenchant une réaction d'emballement qui fait exploser le gaz accumulé.
L'explosion lumineuse, qui libère jusqu'à 100 000 fois la production d'énergie annuelle de notre Soleil, peut s'enflammer pendant des mois. Pendant tout ce temps, la naine blanche reste intacte, avec le potentiel de redevenir nova.
C'est une image relativement simple - en ce qui concerne l'astrophysique complexe. Mais de nouvelles observations avec le télescope spatial à rayons gamma Fermi de la NASA montrent de manière inattendue que trois novae classiques - V959 Monocerotis 2012, V1324 Scorpii 2012 et V339 Delphini 2013 - et une nova rare produisent également des rayons gamma, la forme de lumière la plus énergétique.
"Il y a un dicton selon lequel l'un est un coup de chance, deux est une coïncidence et trois est une classe, et nous sommes maintenant à quatre novae et comptons avec Fermi", a déclaré l'auteur principal Teddy Cheung du Naval Research Laboratory dans un communiqué de presse.
La première nova détectée dans les rayons gamma était le V407 Cygni - un système d'étoiles rare dans lequel une naine blanche interagit avec une géante rouge - en mars 2010.
Une explication de l'émission de rayons gamma est que le souffle de la nova frappe le vent lourd de la géante rouge, créant une onde de choc qui accélère toutes les particules chargées à près de la vitesse de la lumière. Ces particules rapides, à leur tour, produisent des rayons gamma.
Mais le pic gamma suit le pic optique de quelques jours. Cela se produit probablement parce que le matériau que la naine blanche éjecte empêche initialement les photons de haute énergie de s'échapper. Les rayons gamma ne peuvent donc pas s'échapper jusqu'à ce que le matériau se dilate et s'amincisse.
Mais les trois dernières novae proviennent de systèmes qui n'ont pas de géantes rouges et donc de leurs vents. Il n’y a rien pour que l’onde de choc s’écrase.
"Nous avons d'abord pensé au V407 Cygni comme un cas spécial parce que l'atmosphère du géant rouge fuit essentiellement dans l'espace, produisant un environnement gazeux qui interagit avec l'onde de choc de l'explosion", a déclaré le co-auteur Steven Shore de l'Université de Pise. "Mais cela ne peut pas expliquer les détections plus récentes de Fermi car aucun de ces systèmes ne possède de géantes rouges."
Dans un système plus typique, il est probable que l'explosion crée plusieurs ondes de choc qui s'étendent dans l'espace à des vitesses légèrement différentes. Des chocs plus rapides pourraient se transformer en chocs plus lents, créant l'interaction nécessaire pour produire des rayons gamma. Bien que l'équipe ne sache pas si c'est le cas.
Les astronomes estiment qu'entre 20 et 50 novae se produisent chaque année dans la galaxie de la Voie lactée. La plupart ne sont pas détectés, leur lumière visible obscurcie par des poussières intermédiaires et leurs rayons gamma atténués par la distance. Espérons que les futures observations de novae à proximité éclaireront le mystérieux processus produisant des rayons gamma.
Les résultats seront publiés dans Science le 1er août.
