Cinquante nouveaux systèmes stellaires voient leur luminosité varier selon un motif qui rappelle les pulsations régulières d'un cœur.
Ces objets ne sont pas des étoiles solitaires. Chacun réunit deux étoiles tournant l'une autour de l'autre sur une orbite très allongée. Elles passent donc une grande partie de leur trajet relativement éloignées, puis se rapprochent fortement à intervalles réguliers. C'est lors de ce passage rapproché que leur lumière change de façon caractéristique.
Vue d’artiste d’un système d’« étoiles battantes » lors de leur passage rapproché sur une orbite très allongée.
Crédit : NASA/JPL-Caltech
La gravité de chaque étoile tire alors plus fortement sur sa compagne. Les deux astres peuvent être légèrement déformés, ce qui modifie la quantité de lumière reçue depuis la Terre, et des oscillations peuvent également se déclencher à l'intérieur des étoiles. Sur une courbe représentant leur luminosité au fil du temps, l'ensemble produit une forme évoquant un battement cardiaque.
Les astronomes parlent ainsi d'« étoiles battantes », même si aucun cœur ne se trouve évidemment dans ces systèmes. Pour repérer de nouveaux exemples, l'équipe a combiné deux types de mesures. Le télescope spatial TESS a suivi les variations de luminosité. Le programme APOGEE a fourni des mesures du mouvement des étoiles grâce à leur lumière.
Cette combinaison a permis d'identifier 50 systèmes. Les chercheurs ont ensuite ajusté leurs observations avec un modèle décrivant la variation de lumière attendue. Ils ont ainsi estimé plusieurs propriétés des orbites, dont leur durée, leur forme très allongée et leur orientation par rapport à la Terre.
Pour certains systèmes disposant de suffisamment de mesures APOGEE, l'équipe peut aussi obtenir des informations sur la masse de l'étoile compagne. Ces données permettent d'étudier ce qui se produit lorsque deux étoiles se rapprochent périodiquement sans nécessairement entrer en contact.
L'intérêt dépasse la simple recherche d'objets inhabituels. Les déformations provoquées par la gravité peuvent mettre la matière stellaire en mouvement : en observant les oscillations qui en résultent, les astronomes disposent d'un moyen indirect d'étudier l'intérieur d'une étoile, normalement caché à la vue.
Le nouvel échantillon offre maintenant 50 cibles supplémentaires pour mesurer plus finement l'effet des rapprochements répétés. Des observations prolongées pourront préciser les masses et les orbites, puis relier ces paramètres aux oscillations observées dans chaque étoile.