Ce signal intrigue les astronomes depuis 160 ans. Un nouvel indice pourrait enfin avoir percé le mystère

La naissance d’une énigme dans la constellation de Cassiopée

Comme le rapporte le journaliste spécialisé Darren Orf, l’une des énigmes les plus tenaces de l’astronomie moderne trouve ses racines au 19ème siècle. En 1866, l’astronome italien Angelo Secchi observe une anomalie frappante. Son attention se porte sur l’une des cinq étoiles qui composent la constellation de Cassiopée, reconnaissable à sa forme en W. Cette étoile centrale est simplement désignée sous le nom de « Gamma ».

Lors de ses travaux, le chercheur italien remarque que les émissions d’hydrogène de cet astre, qui devraient normalement apparaître brillantes, se révèlent être sombres. Cette caractéristique s’avère totalement inédite. Angelo Secchi possède pourtant une solide expérience, lui qui étudiera les spectres de quelque 4 000 étoiles tout au long de sa vie. Face à cette observation, il se voit contraint de créer une toute nouvelle classification stellaire, baptisée l’étoile Be, dont la lettre B indique la température et le e signale les lignes d’émission d’hydrogène.

Une dynamique extrême et les travaux pionniers soviétiques

Au fil des décennies, les astronomes découvrent que les étoiles de type Be tournent à des vitesses vertigineuses. Celles-ci atteignent environ 70 à 80 pour cent de la vélocité nécessaire pour littéralement disloquer une étoile. Cette rotation ultra-rapide a pour effet de projeter du gaz depuis les équateurs de ces astres. La véritable avancée dans la compréhension de ce phénomène se produit au milieu du 20ème siècle, durant l’une des périodes les plus variables de l’étoile Gamma, moment où elle s’est visuellement illuminée tandis que les températures à sa surface chutaient brutalement.

À cette époque, des scientifiques soviétiques sont les premiers à modéliser le disque de l’étoile, non pas comme une enveloppe lisse, mais sous la forme de bulles de gaz individuelles. Toutefois, une grande partie de ce travail fondateur, mené par des chercheurs tels que A.A. Boyarchuk et V.G. Gorbatskii, n’est publiée qu’en langue russe. Ces données restent ainsi largement ignorées des astronomes occidentaux pendant des décennies. Il a fallu attendre la publication d’un nouvel article de synthèse, rédigé par des scientifiques de l’Observatoire de Poulkovo et de l’Université de Saint-Pétersbourg en Russie, et paru dans la revue *Galaxies*, pour que ces études de l’ère soviétique soient présentées pour la première fois à un public anglophone.

Une anomalie thermique découverte un siècle plus tard

Les données statistiques montrent qu’environ 20 pour cent des étoiles de type B sont en réalité des étoiles de type Be. Leurs spectres présentent la particularité d’être variables, ce qui signifie qu’ils se modifient avec le temps. Si Angelo Secchi a été le premier à remarquer l’étrangeté de Gamma Cas par rapport aux autres étoiles, et que les astronomes soviétiques ont fait le premier pas pour l’expliquer, les astronomes modernes ont continué à être fascinés par cet astre par ailleurs modeste, qui se classe au 63ème rang des étoiles les plus brillantes de la voûte céleste.

Il faudra attendre un siècle complet après les premières observations de l’astronome italien pour que la communauté scientifique saisisse toute l’étendue de la singularité de Gamma Cas. En 1976, des astronomes utilisant des observatoires satellitaires à rayons X découvrent que l’étoile émet des rayons X à haute énergie à un rythme des centaines de fois supérieur à ce qui est typique pour les étoiles Be. Le plasma à l’origine de ces émissions atteint la température phénoménale de 150 millions de degrés Celsius, soulevant de multiples interrogations.

Le rôle décisif du télescope XRISM et de la naine blanche

Face à ces températures extrêmes, plusieurs théories émergent. Elles suggèrent que Gamma Cas doit posséder un autre compagnon stellaire, qui pourrait être une étoile à neutrons ou une naine blanche, en train d’engloutir la matière du disque de l’étoile principale. Une nouvelle étude, publiée dans la revue Astronomy & Astrophysics, vient de confirmer cette hypothèse. En s’appuyant sur les données du télescope spatial de la mission d’imagerie et de spectroscopie à rayons X (XRISM) de l’agence japonaise JAXA, les chercheurs ont découvert que ces curieuses émissions de rayons X sont directement liées au mouvement orbital d’une naine blanche compagne.

Yaël Nazé, chercheur à l’Université de Liège et auteur principal de l’étude, s’est exprimé dans un communiqué de presse de l’Agence Spatiale Européenne (ESA). « Il y a eu un effort intense pour résoudre le mystère de gamma-Cas à travers de nombreux groupes de recherche pendant de nombreuses décennies », a déclaré le scientifique. « Et maintenant, grâce aux observations de haute précision de XRISM, nous l’avons enfin fait. »

Vers une nouvelle compréhension de l’évolution stellaire

Toute grande découverte scientifique génère inévitablement de nouvelles questions, et l’identification du compagnon naine blanche de Gamma Cas ne fait pas exception à cette règle. Les scientifiques s’attendent à ce que cette configuration stellaire, en particulier parmi les étoiles de faible masse, soit abondante à travers l’univers. Néanmoins, les données actuelles suggèrent qu’il s’agit d’une configuration plus rare que ce qui avait été initialement prédit. Fait étonnant, ce phénomène a plutôt tendance à se produire parmi les étoiles Be de forte masse.

Dans le même communiqué de presse, Yaël Nazé précise les perspectives d’avenir : « Nous pensons que la clé est de comprendre comment exactement les interactions ont lieu entre les deux étoiles. Maintenant que nous connaissons la véritable nature de gamma-Cas, nous pouvons créer des modèles spécifiquement pour cette classe de systèmes stellaires, et mettre à jour notre compréhension de l’évolution binaire en conséquence. » Après avoir été la source de questions incessantes pendant plus de 150 ans, l’étoile centrale de la constellation de Cassiopée, avec la découverte de sa nature binaire, commence enfin à fournir des réponses tangibles à la communauté astronomique.

Selon la source : popularmechanics.com