Une équipe d’astronomes a identifié eRASSU J0608, un système binaire de naines blanches en orbite ultracourte. Ces deux objets célestes effectuent une révolution complète en seulement six minutes, présentant un déclin orbital rapide. Cette configuration en fait une source prometteuse d’ondes gravitationnelles pour les futurs observatoires spatiaux.
eRASSU J0608 : une source de rayons X révélatrice
Le système eRASSU J0608, initialement repéré comme une source de rayons X, a attiré l’attention des astronomes en raison de ses pulsations régulières. Les observations ont révélé une émission lumineuse périodique toutes les 374 secondes, soit un peu plus de six minutes. Ce type de périodicité suggère souvent un mouvement orbital ou rotatif, comme pour les pulsars ou les binaires à éclipses.
En utilisant les données des observatoires à rayons X Neutron star Interior Composition Explorer (NICER) et Einstein Probe, l’équipe a pu caractériser précisément ce système. Il s’agit d’une paire de naines blanches en orbite extrêmement rapprochée. Leur proximité est telle que la matière éjectée par l’une des étoiles est directement capturée par l’autre, sans formation de disque d’accrétion autour de l’ensemble. Cette interaction directe est à l’origine des bouffées de rayons X, émises lors d’alignements spécifiques, plutôt que d’une lueur constante.
Une orbite ultracourte en déclin rapide
L’étude a ensuite comparé ces nouvelles données avec des observations antérieures de XMM-Newton, couvrant une période de plus de trois ans. Cette analyse comparative a permis de mettre en évidence un déclin orbital rapide des deux naines blanches. Le taux de ce déclin est en pleine concordance avec la perte d’énergie prédite par l’émission d’ondes gravitationnelles. Ce phénomène, déjà observé dans d’autres systèmes, atteint ici l’une des vitesses les plus élevées jamais enregistrées.
Ce rythme de déclin confère à eRASSU J0608 le statut de l’une des sources d’ondes gravitationnelles les plus puissantes connues pour un système binaire stellaire. La masse estimée de chirp mass, un paramètre crucial pour la détection d’ondes gravitationnelles, est de 0,43 masse solaire. Une masse élevée associée à une période orbitale courte intensifie le signal gravitationnel émis.
Un signal gravitationnel potentiel pour LISA
Les observatoires d’ondes gravitationnelles actuels, tels que LIGO et Virgo, sont principalement sensibles aux « gazouillis » gravitationnels émis lors de fusions de trous noirs. Ils ne possèdent pas encore la sensibilité requise pour détecter les ondes gravitationnelles des systèmes binaires d’étoiles. Cependant, les instruments de nouvelle génération, notamment les observatoires spatiaux comme LISA (Laser Interferometer Space Antenna), devraient atteindre cette capacité.
Le système eRASSU J0608 représente une cible de choix pour LISA. Sa forte émission d’ondes gravitationnelles en fait un candidat idéal. Un défi majeur demeure : la distance de eRASSU J0608 n’a pas encore été déterminée par les observations en rayons X. Or, la force du signal gravitationnel diminue avec la distance selon la loi de l’inverse carré, à l’instar de la lumière des étoiles. L’équipe de recherche espère identifier un troisième compagnon stellaire qui permettrait de trianguler la distance du système avec plus de précision.
Implications pour l’astronomie des ondes gravitationnelles
Si la distance de eRASSU J0608 s’avère compatible avec les capacités de détection de LISA, le système pourrait non seulement être observé, mais aussi servir d’étalon. Sa signature gravitationnelle prévisible et puissante pourrait en faire un outil de calibration précieux pour les futurs observatoires. Cela permettrait d’affiner la compréhension des signaux gravitationnels provenant d’autres objets cosmiques.
L’étude de eRASSU J0608 offre ainsi une perspective unique sur l’évolution des systèmes binaires ultracompacts et leur rôle en tant qu’émetteurs d’ondes gravitationnelles. Sa détection et son suivi futurs par des instruments avancés promettent d’enrichir considérablement le champ de l’astronomie gravitationnelle, offrant un aperçu des dynamiques extrêmes de l’Univers.