Un type d'étoile récemment découvert, appelé sous-nains ultracool, a des orbites inhabituelles et sauvages, comme aucune autre jamais rencontrée, une de ces étoiles ayant une orbite qui boucle à l'extérieur puis de retour dans notre galaxie. Les astronomes ont maintenant pu clarifier les origines de ces étoiles inhabituelles et faibles qui pourraient provenir d'autres galaxies.
"Les orbites que nous avons calculées pour ces objets sont beaucoup plus diverses que nous ne le pensions à l'origine", a déclaré Adam Burgasser du MIT. "L'une des étoiles que nous avons étudiées a une orbite qui semble la faire sortir de la galaxie de la Voie lactée, et elle peut même avoir une origine extra-galactique." Burgasser et son collègue John Bochanski du MIT ont présenté leurs conclusions le 9 juin lors d’une conférence de presse lors de la réunion de l’American Astronomical Society à Pasadena, en Californie.
Les sous-naines ultracool ont été reconnues pour la première fois comme une classe d'étoiles unique en 2003, et se distinguent par leurs basses températures («ultracool») et leurs faibles concentrations d'éléments autres que l'hydrogène et l'hélium («sous-nain»). Ils sont assis à l'extrémité inférieure de la plage de tailles des étoiles, et certains sont si petits qu'ils sont plus proches des objets de la planète appelés naines brunes. Seules quelques dizaines de sous-naines ultra-froides sont connues aujourd'hui, car elles sont à la fois très faibles - jusqu'à 10 000 fois plus faibles que le Soleil - et extrêmement rares.
Alors que la plupart des étoiles se déplacent sur des orbites circulaires autour du centre de la Voie lactée, des sous-naines ultra-froides et des orbites excentriques et très rapides. Ils semblent se déplacer à des vitesses très élevées, jusqu'à 500 km / s, soit plus d'un million de miles par heure.
"S'il y a des flics interstellaires, ces stars perdraient sûrement leur permis de conduire", a déclaré Burgasser.
L'équipe d'astronomes de Burgasser a rassemblé des mesures des positions, des distances et des mouvements d'environ deux douzaines de ces étoiles rares. Robyn Sanderson, co-auteur et étudiant diplômé du MIT, a ensuite utilisé ces mesures pour calculer les orbites des sous-naines à l'aide d'un code numérique développé pour étudier les collisions de galaxies. Malgré des calculs similaires pour d'autres types d'étoiles de faible masse, "ces orbites ne ressemblaient à rien de ce que j'avais jamais vu auparavant", a déclaré Sanderson.
Les calculs de Sanderson ont montré une diversité inattendue dans les orbites sous-naines ultra-froides. Certains plongent profondément dans le centre de la Voie lactée sur des pistes excentriques ressemblant à des comètes; d'autres font des boucles lentes et plongeantes bien au-delà de l'orbite du Soleil. Contrairement à la majorité des étoiles proches, la plupart des sous-nains ultra-froids passent beaucoup de temps des milliers d'années-lumière au-dessus ou au-dessous du disque de la Voie lactée.
"Quelqu'un vivant sur une planète autour de l'un de ces sous-nains aurait une vue nocturne incroyable sur une belle galaxie spirale - notre Voie Lactée - répandue dans le ciel", a spéculé Burgasser.
Les calculs de l'orbite de Sanderson confirment que tous les sous-nains ultra-froids font partie du halo de la Voie lactée, une population d'étoiles largement dispersée qui s'est probablement formée dans un passé lointain de la Voie lactée. Cependant, l'un des sous-nains, une étoile nommée 2MASS 1227? 0447 dans la constellation de la Vierge, a une orbite indiquant qu'elle pourrait avoir une lignée très différente, peut-être extragalactique.
"Nos calculs montrent que ce sous-nain se déplace jusqu'à 200 000 années-lumière du centre de la Galaxie, près de 10 fois plus loin que le Soleil", a déclaré Bochanski. C'est plus loin que la plupart des voisins galactiques les plus proches de la Voie lactée, ce qui suggère que ce sous-nain particulier pourrait avoir son origine ailleurs.
"Sur la base de la taille de son orbite d'un milliard d'années et de la direction du mouvement, nous supposons que 2MASS 1227? 0447 pourrait provenir d'une autre galaxie plus petite qui, à un moment donné, s'est trop rapprochée de la Voie lactée et a été déchirée par les forces gravitationnelles" », A déclaré Bochanksi.
Les astronomes ont précédemment identifié des flux d'étoiles dans la Voie lactée provenant de galaxies voisines, mais tous étaient des étoiles géantes rouges, massives et éloignées. Le sous-nain ultra-cool identifié par Burgasser et son équipe est la première étoile à faible masse à proximité à être trouvée sur une telle trajectoire. "Si nous pouvons identifier le flux auquel cette étoile est associée ou la galaxie naine dont elle est issue, nous pourrions en savoir plus sur les types d'étoiles qui ont constitué le halo de la Voie lactée au cours des 10 milliards d'années écoulés", a déclaré Burgasser.
Sources: AAS, MIT (voir plus d'images et d'animations)
