Des astronomes de l'Université de Liège viennent de résoudre un mystère stellaire vieux de cinquante ans !

L’origine des mystérieux rayons X de gamma Cas identifiée. Une étude du prototype des étoiles Be, γ Cassiopée, apporte la première preuve directe que cette émission provient d’une naine blanche magnétique en orbite autour de l’étoile.

Visible à l’oeil nu dans la constellation de Cassiopée, l’étoile γ Cas intrigue les astrophysiciens depuis un demi-siècle. Elle émet des rayons X d’une intensité et d’une température incompatibles avec ce que l’on attend d’une étoile massive ordinaire. Des observations, réalisées avec l’instrument Resolve à bord du télescope japonais XRISM, permettent aujourd’hui d’attribuer cette émission à la naine blanche qui orbite autour de γ Cas. Cela confirme au passage l’existence d’une famille de systèmes binaires longtemps prédite mais jamais identifiée.

γ Cassiopée est la première étoile de type Be à avoir été identifiée comme telle. Les étoiles Be sont des astres massifs qui éjectent régulièrement de la matière. Celle-ci vient former un disque autour de l’étoile, disque dont la présence se trahit par des émissions caractéristiques dans leur spectre optique. En 1976, il est apparu que γ Cas émettait des rayons X d’une luminosité environ quarante fois supérieure à celle des étoiles massives comparables, avec un plasma chauffé à plus de 100 millions de degrés et une variabilité rapide sans équivalent.
 

Pour expliquer ce phénomène plusieurs scénarios avaient été proposés, celui qui a finalement été retenu par l’équipe de recherche est que la naine blanche est magnétique : le disque est alors tronqué et le champ magnétique canalise l’accrétion vers ses pôles (voir figure).

Yaël Nazé, Maitre de recherches FNRS à l’ULiège, fait partie de l'équipe de scientifiques. 

Illustration du systeme gamma Cas ©Univeristé de Liège / Y.Nazé