Une jeune étoile s'éloigne de la Voie Lactée si rapidement que les astronomes sont intrigués par sa provenance ; d'après son jeune âge elle a voyagé trop loin pour provenir de notre galaxie. Maintenant en analysant sa vitesse, l'intensité de la lumière, et pour la première fois sa composition, les astronomes Alceste Bonanos et Mercedes López-Morales (Carnegie), et leurs collaborateurs Ian Hunter et Robert Ryans (Queen's University Belfast) ont déterminé qu'elle provient de notre galaxie voisine, le Grand Nuage de Magellan (LMC). Le résultat suggère qu'elle a été éjectée de cette galaxie par un trou noir massif non encore observé.
L'étoile, dénommée HE 0437-5439, est une étoile de type précoce et une des dix étoiles à "hyper vitesse" découvertes à ce jour, s'éloignant à toute vitesse de la Voie Lactée. "Mais celle-ci est différente des neuf autres," commente López-Morales. "Leur type, vitesse, et âge les rendent conformes à l'éjection du centre de notre galaxie, où nous savons qu'il y a un trou noir super massif. Cette étoile, découverte en 2005, semblait initialement avoir une composition élémentaire comme notre Soleil, suggérant qu'elle aussi soit venue du centre de notre galaxie. Mais cela n'avait pas de sens parce qu'elle aurait mis 100 millions d'années pour arriver à son emplacement, et HE 0437-5439 a seulement 35 millions d'années d'existence."
L’étoile éjectée du Grand Nuage de Magellan (vue d’artiste)
Pour expliquer l'énigme, ou "paradoxe de jeunesse," les découvreurs ont proposé que HE0437-5439 était soit une retardataire bleue - une étoile massive relativement jeune résultant de la fusion de deux étoiles de faible masse de la Voie Lactée, soit qu'elle était originaire du Grand Nuage de Magellan.
"Nous avons été intrigués par l'énigme et avons décidé de relever le défi," explique Bonanos. "Les étoiles dans le Grand Nuage de Magellan sont connues pour avoir des abondances élémentaires plus faibles que la plupart des étoiles dans notre galaxie, aussi nous pourrions déterminer si sa chimie était plus constituée comme celle de cette galaxie ou de la nôtre."
L'équipe a confirmé les résultats de l'étude précédente concernant la masse, l'âge, et la vitesse de l'étoile. Elle est d'environ neuf fois la masse de notre Soleil, âgée d'environ 35 millions d'année, et elle s'éloigne en trombe loin de nous et du Grand Nuage de Magellan, dans l'espace intergalactique à 2.6 millions de kilomètres par heure.
Bien que l'étude précédente ait pu estimer approximativement la composition élémentaire de l'étoile, les mesures n'étaient pas assez détaillées pour déterminer si les éléments correspondent aux étoiles dans notre galaxie, ou sont caractéristiques d'étoiles du Grand Nuage de Magellan. Ces astronomes ont pu mesurer les abondances relatives de certains éléments pour la première fois dans une étoile "hyper véloce". L'abondance relative d'éléments principaux indique d'où l'étoile est originaire.
"Nous avons éliminé la provenance de la Voie Lactée," explique Bonanos. La concentration des éléments indique une origine dans le Grand Nuage de Magellan. D'après la vitesse de rotation de l'étoile mesurée par ses découvreurs, et confirmée par cette équipe, les astronomes pensent que l'étoile faisait partie à l'origine d'un système binaire. Le couple d'étoiles pourrait être passé près d'un trou noir de 1000 masses solaires. Alors qu'une étoile était attirée dans le trou noir, l'autre était arrachée et projetée hors de la galaxie.
"C'est le premier indice qu'un trou noir massif existe quelque part dans le Grand Nuage de Magellan. Nous attendons avec intérêt de découvrir où ce trou noir pourrait se localiser," conclut Bonanos.
