La sonde binaire LAMOST J2354 héberge une naine blanche massive invisible, selon une étude

Des astronomes de l’Université d’État de l’Ohio (OSU) et de l’Université d’Hawaï ont effectué des observations spectroscopiques d’un système binaire récemment découvert, connu sous le nom de LAMOST J2354, qui contient une étoile sombre. Résultats de la campagne d’observation, présentés le 26 juillet sur le serveur de pré-impression arXivsuggèrent que l’objet invisible est une naine blanche massive.

Découverte en 2023, LAMOST J2354 est constituée d’une naine K autour de laquelle gravite un compagnon invisible tous les 0,48 jours. On estime que l’étoile primaire a une masse d’environ 0,7 masse solaire, tandis que l’objet compagnon est supposé être une étoile à neutrons environ 40 à 60 % plus massive que le Soleil. Le système est situé à environ 416 années-lumière.

Afin de mieux comprendre les propriétés de LAMOST J2354 et de dévoiler la nature de l’objet compagnon, une équipe d’astronomes dirigée par Michael Tucker de l’OSU a décidé de mener des observations spectroscopiques de suivi à haute et basse résolution de ce système. Pour cela, ils ont utilisé le télescope de 2,2 mètres de l’Université d’Hawaï et le Grand télescope binoculaire (LBT).

« Nous avons présenté une spectroscopie de suivi de l’énigmatique binaire LAMOST J2354 pour mieux comprendre la naine K et son compagnon massif et invisible », ont écrit les chercheurs dans l’article.

Les observations ont montré que la naine K est environ 35 % plus petite et moins massive que le Soleil. Les spectres obtenus ont révélé que l’étoile possède une métallicité de -0,48 dex, sans abondance chimique particulière.

Sur la base des données recueillies, les astronomes estiment que la masse de l’objet compagnon est probablement de 1,3 masse solaire et que sa masse minimale est de 1,23 masse solaire. La séparation orbitale entre les deux objets a été mesurée à 3,3 rayons solaires.

Selon les auteurs de l’étude, les paramètres obtenus pour LAMOST J2354, ainsi que l’abondance chimique de la naine K, indiquent que le compagnon invisible est une naine blanche massive. Ils démentent le scénario selon lequel cet objet pourrait être une étoile à neutrons née d’une supernova à effondrement de cœur.

« Nous constatons qu’une naine blanche massive avec un âge de refroidissement d’environ 3 Gyr satisfait toutes les contraintes d’observation », concluent les chercheurs.

Étant donné que la naine blanche invisible est trop massive pour avoir un noyau d’hélium pur, les astronomes notent que le système a probablement connu deux phases d’évolution de l’enveloppe commune (EC). Au cours de ces phases, la naine blanche progénitrice a commencé à brûler sa coquille d’hydrogène et sa coquille d’hélium.

Les scientifiques ajoutent que LAMOST J2354 connaîtra presque certainement une autre phase de transfert de masse dans le futur lorsque la naine K évoluera hors de la séquence principale, entraînant un transfert de masse stable et la formation d’une variable cataclysmique.

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