Les astronomes ont remarqué quelque chose de vraiment étrange dans les données de l'observatoire spatial Gaia. L'étoile lointaine s'est étrangement éclaircie, puis s'est estompée. Quelques semaines plus tard, il s'éclaircit à nouveau et se fana à nouveau.
Ce comportement étrange n'a pas été causé par les processus produits par l'étoile; plutôt, la gravité de l'objet invisible entre nous, pliant le tissu de l'espace-temps, amplifiant la lumière de l'étoile.
Les astronomes ont maintenant compris ce qu'est cet objet invisible: une étoile double située à une distance de 2.544 années-lumière est si faible qu'elle n'émet pratiquement pas de lumière. Cependant, en fonction de la façon dont la gravité de l'étoile augmente sa luminosité, les astronomes ont pu calculer sa masse, sa distance et son orbite.
Ces techniques, ont-ils dit, pourraient être utilisées pour détecter d'autres objets massifs cachés dans la galaxie de la Voie lactée, tels que des millions de trous noirs solitaires de masse stellaire.
Selon un groupe d'astronomes, la clé pour comprendre la nature du système était que l'objet original s'éclaircissait et s'assombrissait constamment. L'événement a été nommé Gaia16aye.
“Si vous avez une seule lentille causée par un seul objet, il y aura une légère augmentation constante de la luminosité, puis il y aura une diminution progressive au fur et à mesure que l'objectif passe devant la source puis s'en va”, a déclaré l'astronome Lukasz Wyrzykowski de l'Université de Varsovie en Pologne.
Dans ce cas, la luminosité de l'étoile a non seulement chuté brusquement, mais après quelques semaines, elle est redevenue plus brillante, ce qui est très inhabituel. Au cours de 500 jours d'observation, nous l'avons vu changer cinq fois de luminosité.
Cela suppose un objet binaire produisant une soi-disant microlentille gravitationnelle; un effet prédit par Einstein qui se produit lorsque la gravité d'un objet au premier plan fait plier l'espace-temps, grossissant quelque chose derrière lui.
À grande échelle, cela nous permet d'étudier des objets éloignés, mais des objectifs plus petits peuvent également être utiles.
Dans le cas de Gaia16aye, les microlentilles étaient un réseau complexe de zones à fort grossissement. Les sources d'arrière-plan transmises par ces régions s'éclaircissent rapidement puis s'atténuent à nouveau lorsque vous vous déplacez.
Une étude minutieuse de ces modèles dans l'événement de microlentille Gaia16aye a révélé un système d'étoiles binaires appelé 2MASS19400112 + 3007533, deux étoiles naines rouges avec une fréquence d'horloge de 57% et 36% de la masse du Soleil. Ils tournent autour d'un centre de gravité commun tous les 2,88 années terrestres.
«Nous ne voyons pas du tout ce système binaire, ce n’est qu’en voyant les effets qu’il a créés en agissant comme la lentille de l’étoile de fond que nous avons pu en parler», a déclaré l’astronome Przemek Mruz, ancien employé de l’université. Varsovie et maintenant au California Institute of Technology.
“Nous pourrions déterminer la période de rotation du système, les masses de ses composants, leur séparation, la forme de leurs orbites – fondamentalement tout – sans voir la lumière des composants binaires.”
L'équipe espère que ces méthodes les aideront à trouver des trous noirs de masse stellaire – l'un des objectifs d'un outil automatisé pour trouver des étoiles brillantes et assombrissantes dans les données de Gaia.
Pour le moment, nous connaissons plusieurs dizaines de ces trous noirs. Nous les remarquons lorsqu'ils interagissent avec des objets dans l'espace autour d'eux, par exemple lorsqu'ils «mordent» sur une étoile, ou lorsqu'ils sont jumelés binaires avec une étoile normale.
Aujourd'hui, cependant, les trous noirs dormants restent insaisissables. Mais si nous pouvons trouver des étoiles naines rouges invisibles qui, collectivement, sont inférieures à la masse du Soleil, ces méthodes pourraient révéler des trous noirs de masse stellaire, qui, comme il est d'usage, ont une limite inférieure d'environ cinq fois la masse du Soleil.
“Notre méthode nous permet de voir l'invisible”, a déclaré Wyrzykowski.
L'étude a été publiée dans Astronomy and Astrophysics.
Sources: Photo: Maciej Rębisz
