Ces trois étoiles se livrent à un tango fratricide d’un nouveau genre

Un peu partout dans l’univers, on trouve de nombreux exemples de systèmes binaires. Ce terme désigne des couples d’objets massifs, comme des étoiles, des planètes, des trous noirs ou même des galaxies qui orbitent l’une autour de l’autre — ou, plus précisément, autour d’un centre de gravité commun appelé barycentre.

Il existe aussi des systèmes encore plus complexes qui font intervenir davantage d’objets différents. Le JWST nous l’a d’ailleurs rappelé récemment avec sa photo spectaculaire du Stephan’s Quintet, une tribu de galaxies condamnées qui dansent les unes autour des autres.

Une danse collé-serré entre mastodontes cosmiques

Récemment, des astronomes ont découvert un nouveau système multiple de ce genre avec TIC 470710327, un trio d’étoiles un peu particulier qui intrigue particulièrement les chercheurs. Sa première particularité, c’est sa structure qui sort de l’ordinaire ; il est composé d’un système binaire central et d’une troisième étoile qui tourne autour de cette paire.

Mais l’élément le plus perturbant concerne les propriétés individuelles de ces astres, et notamment leur masse. Ces étoiles sont en effet immensément plus lourdes que dans n’importe quel autre système triple identifié à ce jour.

Ces mensurations exceptionnelles ont un impact direct sur la dynamique du système. Puisqu’elles sont excessivement lourdes, ces étoiles génèrent une force gravitationnelle très importante sur leurs compagnes. Cela signifie que le système est particulièrement compact; ces étoiles sont très rapprochées les unes des autres. Et d’après les lois de Kepler qui définissent le comportement des objets en orbite, cela signifie aussi qu’elles fusent à une vitesse très importante.

Cette combinaison de caractéristiques est relativement rare ; en fait, jusqu’à présent, les astronomes n’ont encore jamais trouvé de système tertiaire aux propriétés aussi extrêmes. “À notre connaissance, c’est le premier de ce genre à avoir été détecté“, explique Alejandro Vigna-Gomez, astronome au prestigieux Institut Niels Bohr et auteur principal de l’étude.

Un quatrième larron dévoré tout cru ?

L’équipe a donc proposé quelques hypothèses pour tenter d’expliquer comment un système aussi étrange a pu voir le jour. Les chercheurs suggèrent par exemple que les trois étoiles auraient pu être formées en même temps, puis qu’elles auraient migré l’une vers l’autre sous l’effet de la gravité.

Mais ils jugent cette éventualité peu probable ; dans ce cas de figure, l’étoile externe se serait déjà retrouvée au centre du système, car elle est plus massive que ses deux compagnes. Faute de pouvoir trouver une explication à la fois simple et satisfaisante, les astronomes ont donc rangé leur rasoir d’Ockham pour privilégier l’hypothèse la plus alambiquée.

Selon le scénario qu’ils estiment le plus probable, le système était initialement constitué de deux systèmes binaires distincts qui orbitaient eux aussi l’un autour de l’autre — un système binaire de systèmes binaires, en somme. L’une des deux étoiles externes aurait ensuite dévoré sa voisine, ce qui expliquerait sa masse. À terme, l’une des deux étoiles de la paire centrale connaîtra probablement le même sort.

Malheureusement, il est impossible d’en avoir le cœur net par manque de données. Plutôt que de scruter ce phénomène dans les moindres détails, les auteurs souhaitent donc chercher d’autres systèmes à la fois multiples et compacts comme celui-ci. Avec un peu de chance, cela permettra d’identifier des phénomènes communs qui pourraient expliquer cette drôle de configuration.

“Ce que nous voulons vraiment savoir, c’est si ces systèmes sont communs dans notre univers ou pas”, résumés Bin Liu, l’un des co-auteurs de l’étude pour LiveScience. “Peut-être qu’il y a d’autres systèmes compacts enterrés dans les données“, conclut-il.

Le texte de l’étude est disponible ici.

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