Comment les Etoiles Massives des Systèmes Binaires se Transforment en Usines à Carbone.


Comment les Etoiles Massives des Systèmes Binaires se Transforment en Usines à Carbone

La prochaine fois que vous remercierez votre bonne étoile, vous voudrez peut-être bénir les binaires. De nouveaux calculs indiquent qu'une étoile massive dont la couche externe est arrachée par une étoile compagne finit par rejeter beaucoup plus de carbone que si l'étoile était née solitaire.

"Cette étoile produit environ deux fois plus de carbone qu'une seule étoile", explique Rob Farmer, astrophysicien à l'Institut Max Planck d'astrophysique de Garching, en Allemagne.

Toute vie sur Terre est basée sur le carbone, le quatrième élément le plus abondant dans le cosmos, après l'hydrogène, l'hélium et l'oxygène. Comme presque tous les éléments chimiques plus lourds que l'hélium, le carbone se forme dans les étoiles (SN : 2/12/21). Pour de nombreux éléments, les astronomes ont pu identifier la source principale. Par exemple, l'oxygène provient presque entièrement d'étoiles massives, dont la plupart explosent, tandis que l'azote est fabriqué principalement dans des étoiles de masse inférieure, qui n'explosent pas. En revanche, le carbone apparaît à la fois dans les étoiles massives et de masse inférieure. Les astronomes aimeraient savoir exactement quels types d'étoiles ont forgé la part du lion de cet élément vital.

Farmer et ses collègues ont examiné spécifiquement les étoiles massives, qui sont au moins huit fois plus lourdes que le soleil, et ont calculé leur comportement avec et sans partenaires. Les réactions nucléaires au cœur d'une étoile massive transforment d'abord l'hydrogène en hélium. Lorsque le noyau manque d'hydrogène, l'étoile se dilate et bientôt le noyau commence à convertir l'hélium en carbone.

Mais les étoiles massives ont généralement des étoiles compagnons, ce qui ajoute une touche au scénario : lorsque l'étoile se dilate, la gravité du compagnon peut arracher l'enveloppe extérieure de l'étoile la plus grande, exposant le noyau d'hélium. Cela permet au carbone fraîchement frappé de s'écouler dans l'espace via un flux de particules.

"Dans ces étoiles très massives, ces vents sont assez forts", explique Farmer. Par exemple, les calculs de son équipe indiquent que le vent d'une étoile née 40 fois plus massive que le soleil avec un compagnon proche éjecte 1,1 masse solaire de carbone avant de mourir. En comparaison, une seule étoile née avec la même masse n'éjecte que 0,2 masse solaire de carbone, rapportent les chercheurs dans un article soumis à arXiv.org le 8 octobre et sous presse au Astrophysical Journal.

Si l'étoile massive explose alors, elle peut également surpasser une supernova à partir d'une étoile massive solo. En effet, lorsque l'étoile compagne enlève l'enveloppe de l'étoile massive, le noyau d'hélium se rétrécit. Cette contraction laisse du carbone derrière, à l'extérieur du noyau. En conséquence, les réactions nucléaires ne peuvent pas convertir ce carbone en éléments plus lourds tels que l'oxygène, laissant plus de carbone à envoyer dans l'espace par l'explosion. Si l'étoile avait été unique, le noyau aurait détruit une grande partie de ce carbone.

En analysant la sortie d'étoiles massives de différentes masses, l'équipe de Farmer conclut que l'étoile massive moyenne dans un binaire éjecte 1,4 à 2,6 fois plus de carbone par les vents et les explosions de supernova que l'étoile massive moyenne qui est unique.

Compte tenu du nombre d'étoiles massives dans les binaires, l'astronome Stan Woosley affirme que mettre l'accent sur l'évolution des étoiles binaires, comme l'ont fait les chercheurs, est utile pour déterminer l'origine d'un élément crucial. Mais "je pense qu'ils font une affirmation trop forte basée sur des modèles qui peuvent être sensibles à une physique incertaine", déclare Woosley, de l'Université de Californie à Santa Cruz. En particulier, dit-il, les taux de perte de masse des étoiles massives ne sont pas suffisamment connus pour affirmer une différence spécifique dans la production de carbone entre les étoiles simples et binaires.

0 Post a Comment:

Enregistrer un commentaire

 
Top