Des astronomes analysent 214 étoiles fugueuses de type O dans la Voie lactée grâce aux données de Gaia

Une étude d'une ampleur inédite vient de lever le voile sur le mystère des étoiles massives expulsées du plan de notre Galaxie, surnommées les « étoiles fugueuses ». En examinant minutieusement 214 astres de classe spectrale O, les chercheurs ont pu affiner notre compréhension des forces colossales qui les propulsent à des vitesses anormales loin de leur berceau stellaire. Ces travaux de recherche, dont les conclusions ont été publiées dans la prestigieuse revue « Astronomy & Astrophysics », ont été coordonnés par l'Institut des sciences du cosmos (ICCUB) de l'Université de Barcelone, en Espagne.

Pour mener à bien cette analyse, l'équipe s'est appuyée sur les données cinématiques de haute précision fournies par la mission Gaia de l'Agence spatiale européenne (ESA). L'échantillon de 214 étoiles de type O constitue à ce jour la base de données la plus vaste pour l'étude de paramètres critiques tels que la vitesse de rotation et le statut de binéarité. Une découverte majeure réside dans l'identification de douze systèmes binaires fugueurs, dont six sont suspectés d'abriter des objets compacts, comme de petits trous noirs. Ce projet d'envergure a mobilisé l'expertise de l'ICCUB, de l'Institut d'études spatiales de Catalogne (IEEC) et de l'Institut d'astrophysique des Canaries (IAC), sous la direction de la chercheuse Mar Carretero-Castrillo.

L'examen approfondi des données a permis de distinguer les principaux mécanismes responsables de l'expulsion de ces géantes stellaires. Les résultats indiquent qu'une majorité d'étoiles fugueuses présentent une rotation lente et sont des objets isolés, ce qui pointe directement vers une éjection gravitationnelle au sein d'amas stellaires denses. Ce phénomène se produit lorsque les interactions dynamiques dans les amas globulaires — ces groupes d'étoiles étroitement liés situés dans le halo externe de la Voie lactée — accélèrent certains astres jusqu'à des vitesses extrêmes, les projetant hors de leur environnement d'origine.

À l'inverse, les étoiles fugueuses dotées d'une rotation plus rapide semblent avoir acquis leur élan suite à l'explosion d'une supernova au sein d'un système binaire. Cette observation vient valider l'hypothèse formulée dès 1961 par l'astronome néerlandais Adriaan Blaauw, suggérant que la détonation d'un compagnon stellaire peut littéralement « catapulter » l'étoile restante dans l'espace profond. L'identification de porteurs potentiels de trous noirs parmi ces systèmes binaires en fuite offre désormais des cibles privilégiées pour les futures campagnes d'observation astronomique.

Cette recherche revêt une importance fondamentale pour la compréhension de la dynamique stellaire et de l'évolution galactique, car ces étoiles fugueuses transportent des éléments lourds et de l'énergie loin de leurs zones de formation, influençant ainsi le milieu interstellaire. La mission Gaia, lancée par l'ESA le 19 décembre 2013, a apporté une précision sans précédent dans la mesure des parallaxes et des vitesses, rendant possible ce type d'investigation. Alors que des travaux antérieurs avaient identifié 106 étoiles fugueuses de type O et 69 de type Be, cette nouvelle étude confirme que les étoiles de type O atteignent généralement des vitesses plus élevées.