À des milliers d’années-lumière de nous, à la périphérie de la Voie lactée, des astronomes ont détecté quelque chose que personne n’avait jamais vu auparavant : une étoile binaire (deux étoiles en orbite autour d’un centre de masse commun) qui se déplace si vite qu’elle a atteint des vitesses qui rivalisent presque avec la vitesse d’échappement de notre galaxie.
Qu’est-ce que cela signifie ? Quelque chose doit aider ce système stellaire à prendre un élan aussi incroyable. Jusqu’à présent, la meilleure explication de l’hyper-vitesse des étoiles était qu’elles étaient propulsées par les trous noirs supermassifs qui se trouvent au centre des galaxies. Mais voilà : cette étoile binaire est loin d’être proche d’un trou noir supermassif.
Nommée PB3877 et située à environ 18 000 années-lumière de la Terre, cette étoile binaire n’est pas la première étoile hypervitesse que l’on trouve dans notre galaxie. Les astronomes ont jusqu’à présent identifié plus de 20 étoiles hypervitesse qui semblent bien décidées à quitter notre voisinage cosmique.
L’une de ces étoiles hypervitesse est US 708, dont il a été confirmé en 2005 qu ‘elle traversait la Voie lactée à une vitesse d’environ 745 miles par seconde (soit 1 198 km par seconde, ou 2,7 millions de miles par heure), suffisamment rapide pour échapper à l’attraction gravitationnelle de la galaxie.
“À cette vitesse, on pourrait aller de la Terre à la Lune en cinq minutes”, a déclaré l’un des chercheurs qui ont découvert US 708, Eugene Magnier, de l’université d’Hawaï. US 708 devrait quitter la Voie lactée dans environ 25 millions d’années.
Mais toutes les autres étoiles hypervitesse que nous avons trouvées jusqu’à présent étaient des étoiles simples. C’est la première fois que les astronomes trouvent un système à deux étoiles ayant atteint des vitesses hypervariables.
“Nous étudions les étoiles hypervéloces depuis 2005, année de la découverte des trois premières”, a déclaré l’un des chercheurs à l’origine de la découverte, Ulrich Heber, de l’université Friedrich Alexander en Allemagne. “Entre-temps, environ deux douzaines ont été trouvées, mais toutes sont uniques, aucune n’a un compagnon directement visible dans son spectre”
Le fait que PB3877 zoome à travers la périphérie de la Voie lactée est un autre élément qui la distingue de toutes les autres découvertes des astronomes. Toutes les autres étoiles hypervitesse que nous connaissons étaient relativement proches du trou noir supermassif situé au centre de notre galaxie, et les physiciens s’accordaient généralement à dire que c’est ainsi que s’expliquaient leurs incroyables taux d’accélération.
Aujourd’hui, nous disposons d’un élément qui remet sérieusement en question cette hypothèse.
PB3877 a été identifié pour la première fois par des chercheurs utilisant les données du Sloan Digital Sky-Survey (SDSS) en 2011, mais à l’époque, ils pensaient qu’il s’agissait d’une seule étoile. Maintenant, grâce à de nouvelles observations réalisées avec le télescope Keck II de 10 mètres à Hawaï et le Very Large Telescope (VLT) de 8,2 mètres au Chili, l’équipe allemande a pu confirmer qu’il s’agissait à la fois d’une étoile hypervitaminée, et d’un système binaire.
Il semble être constitué d’une étoile super chaude, plus de cinq fois plus chaude que notre Soleil, et d’un compagnon plus froid de 1 000 degrés que notre Soleil.
“Lorsque nous avons examiné les nouvelles données, à notre grande surprise, nous avons trouvé de faibles lignes d’absorption qui ne pouvaient pas provenir de l’étoile chaude”, explique l’astronomeThomas Kupfer de l’Institut de technologie de Californie. “Le compagnon froid, tout comme l’étoile primaire chaude, présente une vitesse radiale élevée. Par conséquent, les deux étoiles forment un système binaire, qui est le premier candidat binaire large hyper-vitesse.”
Ils ont également réussi à cartographier sa trajectoire pour déterminer qu’elle ne pouvait pas provenir du centre de la Voie lactée. Cela signifie qu’elle ne peut pas avoir été accélérée par un trou noir supermassif.
“D’après nos calculs, nous pouvons exclure le centre galactique comme lieu d’origine, car sa trajectoire ne s’en est jamais approchée”, a déclaré Eva Ziegerer, membre de l’équipe. “D’autres mécanismes d’éjection, tels que des collisions stellaires et une explosion de supernova, ont été proposés, mais tous conduiraient à la perturbation d’une binaire large.”
Au lieu de cela, l’équipe émet l’hypothèse que soit une saloperie de matière noire doit entourer l’étoile comme une sorte de “halo” pour la maintenir stable à des vitesses aussi incroyables aux confins de la galaxie, soit PB3877 pourrait être un “intrus” intergalactique, formé dans une galaxie voisine avant d’infiltrer la nôtre. Il n’est pas certain qu’elle parvienne à sortir de la Voie lactée.
“Nous avons utilisé différents modèles de masse pour calculer la probabilité que l’étoile reste effectivement liée à la galaxie. Ce n’est le cas que pour le modèle de galaxie le plus massif”, a déclaré l’un des chercheurs, Andreas Irrgang, du Dr Karl Remeis-Observatory en Allemagne. “Cela fait de PB3877 une excellente cible pour sonder les modèles de halo de matière noire”
Les résultats ont été publiés dans la matière noire de la Voie lactée. Astrophysical Journal Letters, et selon l’équipe, la simple existence de ce système binaire met la pression sur les modèles acceptés et sur notre compréhension actuelle de la matière noire. Que quelqu’un dise à Stephen Hawking d’envoyer son vaisseau spatial là-bas pour nous donner un meilleur aperçu.