Les astronomes ont trouvé une paire de drôles de boules dans les bords de notre galaxie. Les étoiles en question sont une paire binaire, et les deux compagnons se déplacent beaucoup plus rapidement que tout ce qui devrait être dans cette partie de la galaxie. La découverte a été rapportée dans un article du 11 avril 2016 dans Astrophysical Journal Letters.
Le système binaire s'appelle PB3877, et à 18 000 années-lumière de nous, ce n'est pas exactement dans notre quartier. Il est passé devant le bras Scutum-Centaurus, devant le bras Perseus et même le bras extérieur, dans une zone appelée le halo galactique. Cette étoile binaire a également la métallicité élevée des étoiles plus jeunes, plutôt que la faible métallicité des étoiles plus anciennes qui peuplent les étendues extérieures. Donc le PB3877 est un puzzle, c'est sûr.
Le PB3877 est ce qu'on appelle une étoile hyper-vitesse (HVS), ou étoile voyou, et bien que les astronomes aient trouvé d'autres HVS, plus de 20 d'entre eux en fait, c'est le premier binaire trouvé. La paire se compose d'une étoile primaire sous-naine chaude qui est plus de cinq fois plus chaude que le Soleil, et d'une étoile compagnon plus froide qui est environ 1000 degrés plus froide que le Soleil.
Les étoiles Hyper-Velocity sont rapides et peuvent atteindre des vitesses pouvant atteindre 1198 km. par seconde, (2,7 millions de miles par heure,) peut-être plus rapide. À cette vitesse, ils pourraient traverser la distance de la Terre à la Lune en environ 5 minutes. Mais ce qui laisse perplexe à propos de cette étoile binaire, ce n'est pas seulement sa vitesse et sa nature binaire, mais son emplacement.
Les étoiles Hyper-Velocity elles-mêmes sont rares, mais le PB3877 l'est encore plus pour son emplacement. En règle générale, les étoiles à hyper vélocité doivent être suffisamment proches du trou noir massif au centre d'une galaxie pour atteindre leur vitesse incroyable. Une étoile peut être attirée vers le trou noir, accélérée par l'attraction implacable du trou, puis lancée en fronde en sortant de la galaxie. Il s'agit de la même action que les engins spatiaux peuvent utiliser lorsqu'ils obtiennent une assistance gravitationnelle en voyageant près d'une planète.
Cette vidéo montre comment les étoiles peuvent accélérer lorsque leur orbite les rapproche des trous noirs super massifs au centre de la Voie lactée.
Mais la trajectoire du PB3877 montre aux astronomes qu'il ne pouvait pas avoir son origine près du centre de la galaxie. Et s'il avait été éjecté par une rencontre rapprochée avec le trou noir, comment aurait-il pu survivre avec sa nature binaire intacte? La traction massive du trou noir aurait sûrement détruit la relation binaire entre les deux étoiles dans PB3877. Quelque chose d'autre l'a accéléré à une vitesse aussi élevée, et les astronomes veulent savoir exactement ce qui a fait cela et comment il a conservé sa nature binaire.
À moins d'une rencontre rapprochée avec le trou noir super-massif au centre de la Voie lactée, il y a quelques autres façons dont le PB3877 aurait pu être accéléré à une vitesse aussi élevée.
Une telle façon est une interaction ou une collision stellaire. Si deux étoiles se déplaçaient sur les bons vecteurs, une collision entre elles pourrait transmettre de l'énergie à l'un d'entre eux et le propulser à l'hyper-vitesse. Pensez à deux balles de billard sur une table de billard.
Une autre possibilité est une explosion de supernova. Il est possible pour une des étoiles d'une paire binaire de devenir supernovae et de l'éjecter à des vitesses d'hyper-vitesse. Mais dans ces cas, que ce soit une collision stellaire ou une supernova, les choses devraient se dérouler correctement. Et aucune des deux possibilités n'explique comment un système binaire large comme celui-ci pourrait rester intact.
Fraser Cain jette plus de lumière sur les étoiles Hyper-Velocity, ou Rogue Stars, dans cette vidéo.
Il existe une autre possibilité, et elle implique la matière noire. La matière noire semble se cacher au bord de toute discussion autour de quelque chose d'inexpliqué, et c'est un cas d'espèce. Les chercheurs pensent qu'il pourrait y avoir un cocon massif ou un halo de matière noire autour de la paire binaire, ce qui maintient leur relation binaire intacte.
Quant à l'origine de l'étoile binaire PB3788, comme ils le disent dans la conclusion de leur article, "Nous concluons que le binaire s'est formé dans le halo ou a été accrété des débris de marée d'une galaxie naine par la Voie lactée." Et bien que la source de la formation de cette étoile soit une question intrigante, et les chercheurs prévoient une étude de suivi pour vérifier la possibilité d'éjection de supernova, sa relation possible avec la matière noire est également intrigante.
