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Les étranges bouffonneries du système à trois étoiles entrent les scientifiques en train de fouiller 125 ans de données

Les scientifiques ont combiné les données des engins spatiaux modernes avec des observations anciennes pour reconstituer une histoire de 125 ans des singeries d’un système à trois étoiles à proximité appelé HS Hydra – et prédire son avenir.

Lorsque la première de ces observations a été faite, en 1893, HS Hydra n’était qu’une autre étoile scintillante dans les cieux. Maintenant, c’est un système étrange et dynamique – et qui pourrait avoir encore quelques surprises en réserve.

Les astronomes pourraient bientôt dénicher ces surprises, grâce à la NASA Satellite d’enquête sur les exoplanètes en transit (TESS). Et les scientifiques pensent que ce vaisseau spatial, mieux connu pour avoir découvert des mondes extraterrestres, pourrait dévoiler des mystères similaires dans des systèmes stellaires binaires brillants mais apparemment banals, selon une étude présentée à la 237e réunion du American Astronomical Society, qui a eu lieu pratiquement cette semaine en raison de la pandémie de coronavirus.

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«C’est juste l’un de ces sujets dont nous savions qu’il allait être vraiment excitant, pour lequel TESS allait être vraiment puissant», a déclaré James Davenport, astronome à l’Université de Washington, à 45secondes.fr à propos de systèmes d’étoiles binaires brillants . Mais ce n’est pas la première fois que les astronomes se tournent vers ces objets, a-t-il déclaré. « C’était comme l’astrophysique de votre grand-père ou autre chose; les étoiles binaires étaient vraiment chaudes il y a 60 ou 70 ans parce que c’était la chose vraiment dynamique qu’elles pouvaient étudier. »

TESS n’est pas techniquement une mission d’astrophysique: le vaisseau spatial a été conçu pour repérer les exoplanètes en recherchant de petits creux réguliers à la lumière d’une étoile brillante – le ombres d’un monde extraterrestre entre son étoile et le vaisseau spatial.

Mais un plongeon ne signifie pas nécessairement une planète. Parfois, par exemple, cela signifie que l’étoile est en fait deux étoiles qui tournent autour de la Terre. Et quand les étoiles se chevauchent dans la vue du vaisseau spatial, la lumière plonge: ta-da, un système d’étoiles binaires dans les données d’une mission exoplanète.

Davenport a donc lu des informations sur les étoiles binaires, traquant un vieil article pour les astronomes amateurs qui présentait des étoiles binaires intrigantes. «C’était l’un de ces grands moments, comme… ‘Je parie que TESS en a observé un certain nombre’», a-t-il déclaré. «C’était un de ces tard dans la nuit, » Mon Dieu, et si je creusais ça pendant une heure « – et puis il était deux heures du matin et je me suis levé trop tard. »

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Parmi ces binaires, HS Hydra était le système qui a particulièrement retenu son attention. En effet, en 2012, les astronomes ont jeté un nouveau regard sur le système, situé à environ 342 années-lumière de la Terre, et ont réalisé que ce n’était pas seulement deux étoiles qui tournaient autour de l’autre chaque jour et demi environ: il y en avait une troisième, étoile plus lointaine et beaucoup plus petite tirant sur la paire principale. Ce compagnon tirait lentement sa danse de la vue de bord des humains, ont réalisé les chercheurs.

Compte tenu des observations, les scientifiques ont prédit que les éclipses vues de la Terre se termineraient vers 2022. Et Davenport examinait les données TESS 2019 qui montraient encore de petites éclipses. « La prédiction qu’ils devraient se terminer en 2022 n’était manifestement pas fausse », a-t-il déclaré.

En utilisant les nouvelles données TESS, Davenport et ses étudiants co-auteurs ont prédit que les éclipses de HS Hydra ne se termineraient pas en 2022, mais au début de cette année, peut-être en février – juste à temps pour que le vaisseau spatial revienne sur le système. Et chaque fois que les deux étoiles principales cesseront d’éclipser, TESS pourra toujours voir leurs interactions alors que chacune s’étire l’autre en une légère forme de larme.

HS Hydra à travers les âges

Mais aussi enthousiasmé que Davenport soit à propos de TESS, il a déclaré que l’aspect le plus convaincant de la recherche HS Hydra est de pouvoir extraire des données de plus d’un siècle avant même que les scientifiques n’imaginent la mission. Les premières observations que les chercheurs ont retrouvées datent de 1893, quand les frères Wright étaient toujours concentrés sur la vente de vélos. Dans ces enregistrements, les étoiles sont immortalisées sur des plaques de verre dans une forme précoce de photographie.

« Les astronomes devraient monter sur le télescope dans l’obscurité et changer les plaques de verre la nuit », a déclaré Davenport. «C’était une période folle pour être un astronome d’observation, et je suppose heureusement que je n’étais pas là.

Mais ces plaques sont toujours là, beaucoup d’entre elles mises en ligne par le Accès numérique à un siècle céleste à Harvard projet, où les archivistes ont également calibré les données et inclus les notes de journal des observateurs d’origine. Davenport et ses collègues ont ignoré les plaques qui semblaient pires pour l’usure et avaient encore plus de 1000 observations prêtes à analyser.

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«C’était comme si quelqu’un venait de créer un télescope qui était une machine à remonter le temps», a-t-il déclaré. « Nous avons simplement téléchargé les données de la même manière que nous téléchargerions les données à partir d’une archive spatiale moderne. »

Avec cette machine à voyager dans le temps, Davenport et ses collègues peuvent peindre un récit de 125 ans avec des échos particuliers de l’histoire des humains avec l’espace.

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Une image numérique d’une plaque de verre qui a capturé des observations astronomiques en 1945. (Crédit d’image: DASCH / Harvard University)

Pendant des décennies, alors que les humains développaient d’abord des avions, puis des fusées, HS Hydra n’était qu’une star. En 1959, son éclipse était la plus dramatique vue de la Terre, et les scientifiques ont réalisé sa nature binaire cinq ans plus tard.

« Juste à l’aube de l’ère spatiale, juste après Spoutnik a lancé et nous nous préparons à aller sur la lune et toutes ces choses se préparent à se produire, c’est alors que le système est à son maximum », a déclaré Davenport.

Au cours des décennies suivantes, la troisième étoile invisible du système a progressivement fait tourner le binaire, inclinant l’éclipse de sorte qu’elle devienne plus difficile à détecter. Mais les scientifiques ont suivi. « Comme il est de plus en plus difficile d’étudier, nos outils se sont de mieux en mieux », a déclaré Davenport.

Mais leur intérêt? Peut-être pas tellement. « Ce n’a jamais été un système passionnant », a-t-il déclaré. Au début des années 2000, les scientifiques s’en lassaient. « Ils ont pensé, hein, que c’était juste un autre binaire éclipsant. Il n’y a rien de particulièrement spécial à ce sujet. »

Ensuite, les scientifiques ont réalisé l’impact de la troisième étoile du système, une caractéristique particulière en effet, et en 2018, TESS a commencé à travailler. « Nous sommes maintenant à ce point d’inflexion, où nous avons cette nouvelle enquête qui va, je pense, révolutionner les études sur les étoiles binaires … et ce système est maintenant en train de se retirer », a déclaré Davenport. Les nouveaux calculs des scientifiques prédisent que HS Hydra recommencera à éclipser vers 2195.

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Mais il y a toujours une chance que les scientifiques n’aient pas réellement résolu le casse-tête de HS Hydra, a-t-il déclaré, et que le système continuera de surprendre les astronomes à mesure que l’ensemble de données s’allonge encore. « Nous ne l’avons vu que depuis 100 ans », a déclaré Davenport. « Ce n’est peut-être pas une ligne droite dans le temps: ça pourrait lentement se courber ou ça pourrait bouger à nouveau, s’il y a une quatrième étoile dansant avec eux. »

Une image capturée par le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA montre des étoiles dispersées dans le ciel nordique autour de la constellation Cygnus. (Crédit d’image: NASA / MIT / TESS et Ethan Kruse (USRA))

Parce que ce qui est un délai qui suscite l’envie pour un astronome d’observation n’est qu’un jeu d’enfant pour un objet astronomique. Et cela signifie que les scientifiques feraient bien de regarder à la fois en arrière et en avant, a déclaré Davenport – pour à la fois récupérer les premières données du champ et réfléchir soigneusement à la manière de garantir que les observations d’aujourd’hui restent accessibles.

« Les images que nous prenons maintenant seront ces plaques photographiques dans un siècle; quelqu’un se retournera très bizarrement en arrière et dira: » Oh, ils avaient ce joli petit télescope qu’ils appelaient TESS «  », a-t-il dit. « Un jour, ils se pencheront sur ces données et ce sera la pierre angulaire très bruyante d’un autre projet génial. »

La recherche a été présentée le jeudi 14 janvier à la 237e conférence de l’American Astronomical Society et est soumise à des revues pour publication.

Envoyez un courriel à Meghan Bartels à [email protected] ou suivez-la sur Twitter @meghanbartels. Suivez nous sur Twitter @Spacedotcom et sur Facebook.

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