Considérez le système binaire dramatique de RS Ophiuchi. Tous les 20 ans environ, le matériau accumulé éclate comme une explosion de nova, éclairant temporairement l'étoile. Mais ce n'est qu'un précurseur de l'inévitable cataclysme - lorsque le nain blanc s'effondre sous cette masse volée, puis explose en supernova. Le Dr Jennifer Sokoloski étudie RS Ophiuchi depuis qu'il a éclaté plus tôt cette année; elle discute de ce qu'ils ont appris jusqu'à présent et de ce qui va arriver.
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Fraser Cain: Qu'avez-vous vu à RS Ophiuchi?
Dre Jennifer Sokoloski: Eh bien, nous examinions ce système binaire qui a connu une explosion nova. En regardant dans les rayons X, nous avons quelque chose qui était lié au fait que ce binaire est en fait un système extrêmement inhabituel pour une nova. Dans la plupart des novae, vous avez un binaire, donc deux étoiles, qui sont liées gravitationnellement et en orbite l'une autour de l'autre, et l'une d'entre elles est une naine blanche. Le matériau à la surface de la naine blanche s'accumule et s'empile jusqu'à ce qu'il devienne si dense, sous une pression si élevée et dans des conditions de chaleur telles qu'il subira une explosion thermonucléaire. Sur un binaire normal de production de nova, il éjecte le matériau dans un espace relativement libre. Dans celui-ci, ce qui s'est passé, c'est qu'il a éjecté ce matériau dans une nébuleuse très dense. Parce que c'était dans un environnement insolite. Lorsque le matériau éjecté de l'explosion s'est écrasé à travers cette nébuleuse, il s'est échauffé et a produit de très fortes émissions de rayons X. C’est ce que nous regardions. Cela nous a permis de déterminer certaines propriétés de ce truc qui a été jeté.
Fraser: Voyons donc si je comprends bien, vous avez l'étoile naine blanche, et elle contourne une autre étoile géante rouge. Et il reste des débris de ce que ces étoiles ont dégagé dans le passé.
Dr Sokoloski: Oui, exactement, la géante rouge a normalement un vent fort, sans rapport avec la nova. Il produit un vent, et donc avant que la nova ne se produise, vous pouvez penser à ce binaire comme étant englouti dans cette nébuleuse dense, ce vent dense de la géante rouge. Et donc quand la nova a explosé, ce truc a tout ce matériel dans lequel s'écraser, et c'est ce qui l'a fait s'éclairer, et nous a permis de voir quelque chose que vous ne voyez pas normalement dans une nova.
Fraser: À quelle fréquence cela se produirait-il? Il traîne ce matériau et l'empile puis explose. À quelle fréquence cela se produirait-il?
Dr Sokoloski: C’est une bonne question, car là encore, cela souligne pourquoi RS Oph est différent de la plupart des novae. Pour la plupart des novae, il faut environ 10 000 ans pour que le matériau s'empile suffisamment pour s'enflammer. Chez RS Oph, cela ne prend que 20 ans. C'est l'un des temps les plus courts entre les explosions de nova sur la même étoile. La raison en est que la naine blanche est très massive. Quand vous avez une naine blanche qui est très massive, le champ gravitationnel à la surface est très très fort. Alors, alors que le matériau s'accumule, le vent de la géante rouge frappe le nain blanc et commence à s'entasser et à s'entasser. C'est dans un champ gravitationnel si fort que le champ fait une partie de l'écrasement. Il l'écrase donc et lui permet de s'enflammer avec beaucoup moins de matière que de manière plus standard avec une naine blanche.
Fraser: Disons maintenant que nous étions dans l’environnement de ce système, à quoi cela ressemblerait-il?
Dr Sokoloski: Vous avez une très grande géante rouge et beaucoup de vent qui souffle sur cette géante rouge. Et le vent est en fait brillant. Il s'agit en fait d'un rayonnement incandescent. La naine blanche, qui se trouve à proximité, est minuscule. C'est la taille de la Terre, et la géante rouge est beaucoup plus grande - disons, 40 fois la taille du Soleil. La naine blanche a probablement un disque autour d'elle, car le système a un élan angulaire lorsque ces deux objets tournent en orbite. Le matériau forme un disque autour de la naine blanche, et vous avez donc la géante rouge, la petite naine blanche avec le disque d'accrétion. Avant que la nova ne se produise, c'est en quelque sorte joyeusement dans cette configuration. Ensuite, une fois que la nova se produit, les choses changent radicalement. L'explosion éjecte tout ce matériel de la surface de la naine blanche et efface le disque. Le disque est effacé. Il produit une onde de choc qui se déplace très rapidement vers l'extérieur. En un jour ou deux, l'onde de choc est plus grande que le système binaire, puis se déplace vers l'extérieur et vers l'extérieur. Nous l'avons observé, essentiellement au cours des trois premières semaines. Et donc à ce moment-là, au jour 2 tout au long des 3 premières semaines, nous examinons les émissions liées à cette onde de choc qui se déplace vers l'extérieur est maintenant beaucoup plus grande que la taille du binaire.
Fraser: Et vous dites que ce mouvement à travers ce matériel vous en dit un peu plus sur ce qui se passe. Quels types d'informations avez-vous pu en tirer?
Dr Sokoloski: Il y a deux choses principales. Si vous regardez la vitesse de l'onde de choc, cela vous dit quelque chose sur la quantité de matériau qui pousse vraiment le choc. En particulier, lorsque le matériau commence à ralentir. Par exemple, si vous aviez le matériau sur la naine blanche - une pile massive de carburant - et qui s'enflamme et est éjecté, s'il est très massif, il se déplacerait à une vitesse constante pendant assez longtemps, en quelque sorte imperméable à la nébuleuse. Il se déplacerait vers l'extérieur jusqu'à ce que la nébuleuse commence à avoir un impact pour la ralentir. Nous avons vu quelque chose qui était à l'opposé de cela. L'onde de choc a presque immédiatement commencé à ralentir. Donc, ce que cela nous dit, c'est que la quantité de matière qui pousse l'onde de choc est petite par rapport à la quantité de matière qui se trouve dans la nébuleuse. Donc, en regardant la dynamique de ce choc, nous pouvons en apprendre davantage sur la quantité de matière qui se trouve à la surface de la naine blanche, et qui à son tour nous dit que la naine blanche est très massive, car, comme je vous l'ai déjà dit, afin d'obtenir une explosion de nova avec très peu de masse, cela nous dit que le nain blanc doit être lui-même très lourd.
Fraser: Et un nain blanc lourd signifie-t-il quelque chose?
Dr Sokoloski: Eh bien, c'est l'une des implications les plus intéressantes. Les naines blanches ne peuvent devenir si massives. S'il se rapproche trop d'un nombre spécial, qui représente environ 1,4 fois la masse du Soleil, il explosera dans une supernova. Ça ne peut pas supporter plus de poids que ça. Et donc ce que nous avons trouvé, c'est que cette naine blanche est, en fait, juste à cette limite. Donc, en regardant cette petite explosion, cette nova, nous constatons que cette naine blanche est très proche d'exploser dans un événement beaucoup plus important, une supernova. En fait, ce genre de supernova est particulièrement intéressant pour beaucoup de gens parce que c'est ce que les gens utilisent pour étudier l'expansion de l'Univers.
Fraser: C'est une supernova de type 1A. Quelles en sont les implications dans l'environnement de ce pauvre duo.
Dr Sokoloski: Eh bien, si cela se produit, tous les paris sont désactivés. Je ne sais pas ce qui arriverait réellement à la géante rouge. Mais de notre point de vue, du point de vue de la Terre, si vous n'étiez même pas à une distance dangereuse près du binaire. De là, ce serait une chose très dramatique. Vous regarderiez dans le ciel et ce serait l'une des choses les plus brillantes du ciel. Ce ne serait pas aussi brillant que la Lune, mais ce serait plus brillant que n'importe quelle planète. C'est pourquoi les gens les utilisent pour la cosmologie, parce que ces explosions sont si brillantes, vous pouvez les voir très très loin dans l'Univers. Donc, une des raisons pour lesquelles il est intéressant de le voir avant que l'étoile ne devienne supernova, c'est que les gens regardent généralement des systèmes comme celui-ci après être devenus supernova. Et maintenant, nous avons la possibilité d'essayer de l'étudier et d'en apprendre davantage sur ces types de systèmes, avant que la supernova ne se produise, et j'espère que cela nous aidera à comprendre certaines des subtilités de la luminosité de la supernova et de leur utilisation en cosmologie.
Fraser: Et combien de temps pensez-vous avoir avant de perdre votre sujet de recherche?
Dr Sokoloski: Eh bien, cela me garderait occupé pour le reste de ma carrière, donc je ne perdrais rien. Mais je ne sais pas. Il est difficile de répondre à votre question, parce que nous savons que c'est sur le point de devenir - c'est très proche de devenir une supernova - mais je ne peux pas vous dire si ça va être demain ou 1000, ou 100000 ans malheureusement.
Fraser: Pensez-vous que dans les 100 000 ans, c'est probable?
Dr Sokoloski: Alors oui, en ce sens, dans l'échelle de temps de l'Univers, dans une échelle de temps cosmologique, ça va arriver très bientôt. Juste d'un point de vue humain, c'est difficile à dire; que ce soit 10 000 ou 100 000 ans bientôt.
Fraser: Eh bien, disons que cela n'explose pas dans les deux prochaines années et ne change pas la poursuite de votre travail, qu'allez-vous chercher ensuite?
Dr Sokoloski: Cela me rappelle l'autre réponse à votre question où vous avez demandé, qu'est-ce que nous apprenons de cela. L'autre chose, pendant que nous regardions ce souffle se déplacer vers l'extérieur, c'est que nous avons vu qu'il y avait certaines attentes quant à la façon dont la luminosité changerait si vous aviez un mouvement extérieur parfaitement sphérique, avec certaines autres propriétés auxquelles les gens s'associent - que les théoriciens travaillant sur ces types d'objets supposent. Nous avons observé que ces propriétés n'étaient pas respectées, que la luminosité diminuait beaucoup plus rapidement. Et cela nous dit qu'il est possible que ce ne soit pas une belle coquille sphérique soignée. Certaines observations radio nous ont montré que vous pourriez avoir une structure en anneau avec des jets. Nous savons qu'il y a des jets, nous les avons vus à la radio, et maintenant beaucoup de gens font du travail pour essayer de comprendre dans des systèmes comme celui-ci, dans RS Oph lui-même et d'autres explosions stellaires, ce qui produit ces structures qui ne sont pas de simples écoulements sphériques mais des jets qui sont un phénomène courant dans les explosions stellaires et aussi dans l'Univers. Depuis les galaxies, les gens voient des jets, cela semble être une structure très courante. Donc, pour RS Oph, nous essayons de comprendre, est-ce quelque chose d'intrinsèque à une explosion nova, que l'explosion elle-même est asymétrique, et pas sur la même force sur toute la surface de l'étoile. Est partout identique ou est-il plus ou moins fort aux pôles, par exemple, ou à l'équateur. Ou est-il possible qu'il y ait quelque chose dans l'environnement? Parce que c'est une étoile binaire, c'est un système avec un axe et un plan de rotation préférés avec lesquels l'éjecta interagit. Du matériel qui pourrait être dans un disque autour du binaire, et c'est ce qui produit la structure que nous voyons. Donc je suppose que la prochaine étape pour RS Oph est: pourquoi est-ce asymétrique, pourquoi obtenez-vous des jets?
