ALMA révèle la présence d’un “intrus” lors d’un survol stellaire

Observations obtenues avec ALMA du système stellaire Z Canis Majoris où l’on aperçoit l’intrus stellaire (en bas à droite) en train de perturber le disque autour de la binaire (au centre). © : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ

Grâce à des observations obtenues avec les antennes d’ALMA et du VLA, des scientifiques ont détecté un événement rare de survol stellaire dans le système stellaire Z Canis Majoris (Z CMa). En effet, il est probable qu’une étoile perturbatrice ait survolé les parties externes du disque proroplanétaire en laissant des traces claires d’interaction. Lors d’un survol stellaire suffisamment rapproché, l’intrus peut causer la formation de spirales allongées de gaz et de poussière dans le disque. Ceci a été proposé pour le système Z CMa d’après une récente étude publiée dans Nature Astronomy qui combine des observations de télescope et des simulations hydrodynamiques de survols stellaires.







Bien que de tels événements de survol aient été observés avec une certaine régularité dans les simulations numériques de formation stellaire, peu d’observations directes ont révélé des survols stellaires en cours de façon convaincante. Cette découverte montre que les rencontres rapprochées entre de jeunes étoiles abritant des disques se produisent dans la vie réelle, et qu’il ne s’agit pas seulement d’un scénario théorique issu des simulations. L’auteur principal de cette étude, Ruobing Dong (U. Victoria, Canada), commente :

“des études observationnelles antérieures avaient vu quelques potentielles rencontres ou survols stellaires (UX Tauri par exemple) mais celles-ci n’avaient pas été en mesure de recueillir des preuves telles que celles nous avons obtenu pour Z CMa.”

Lorsqu’une rencontre ou survol stellaire se produit, ceci entraîne des changements importants dans la morphologie du disque (spirales, voilures, ombres, etc.) qui peuvent être considérés comme des empreintes digitales. Dans ce cas, en examinant très attentivement le disque de Z CMa, nous avons révélé la présence de plusieurs empreintes typiques d’un survol stellaire. Ces “empreintes digitales” ont non seulement aidé les scientifiques à identifier l’intrus, mais les ont également amenés à considérer quels pourraient être les effets à long terme de ce survol. En effet, les perturbations gravitationnelles de ce genre peuvent fortement modifier l’évolution des disques protoplanétaires.

Suite à cette étude, la chasse aux survols stellaires dans les zones de formation stellaire va sans doute s’accélérer. Il reste à comprendre dans quelle mesure ces survols modifient la façon dont se forment les planètes bébés ou proto-planètes dans ces disques. Nicolás Cuello (IPAG/OSUG) conclut :

“Ceci reste un mystère jusqu’à présent mais nous avons de plus en plus de pistes grâce aux observations et aux simulations numériques de ces étoiles jeunes. Affaire à suivre !”

Image composée du système stellaire Z Canis Majoris obtenue à partir d’observations à différentes longueurs d’onde avec les télescopes suivants (de haut en bas) : Subaru, VLA, ALMA. L’intrus stellaire se trouve en bas à droite dans l’image composée. © : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), S. Dagnello (NRAO/AUI/NSF), NAOJ

Références

Dong R., Liu H.B., Cuello N. et al., A likely flyby of binary protostar Z CMa Caught in Action, Nature Astronomy, DOI : 10.1038/s41550-021-01558-y

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Cet article a été publié par le CNRS INSU