Grâce au satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), conçu pour la recherche d’exoplanètes, des astronomes ont découvert un système quadruple d’étoiles inhabituel. Lors d’une autre campagne d’observation dédiée, XRISM a révélé que des signaux de plasma chaud suivent le mouvement orbital d’une étoile compagne autrement invisible. Enfin, une nouvelle étude menée par des scientifiques japonais a montré que notre Soleil et de nombreux «jumeaux solaires» similaires pourraient avoir migré ensemble depuis le cœur de la Voie lactée.
Le plus grand système hôtelier quatre étoiles au monde
Grâce au satellite TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite) de la NASA, conçu pour la recherche d’exoplanètes, des astronomes ont découvert un système quadruple inhabituel. Ce système est le système triple le plus proche jamais découvert, composé de trois étoiles et d’une étoile (système 3+1), un sous-ensemble des systèmes quadruples. Plus intéressant encore, les découvreurs de ce système ont également pu déterminer son destin.
Le système TIC 120362137 est composé d’un système interne stable et étroitement lié, formé de trois étoiles orbitant les unes autour des autres. Une étoile extérieure, plus éloignée, orbite autour de ce système et l’observe de loin. Bien que cette étoile extérieure soit située à une distance du trio approximativement équivalente à celle qui sépare Jupiter du Soleil, le sous-système stellaire interne pourrait tenir à l’intérieur de l’orbite de Mercure, la planète la plus proche du Soleil, autour de notre étoile. Les résultats de cette étude ont été publiés le 3 mars 2026 dans la revue Nature Communications.
TIC 120362137 est une découverte importante pour les chercheurs car, outre le fait que les systèmes 3+1 (appelés systèmes d’étoiles hiérarchiques, où plusieurs étoiles orbitent les unes autour des autres dans une région relativement petite) sont extrêmement rares, TIC 120362137 peut également aider à mieux comprendre les processus de formation des étoiles et la stabilité orbitale à long terme.
«TIC 120362137 est actuellement le système quadruple d’étoiles de type 3+1 le plus compact connu», a déclaré à Space.com Tamás Borkovics, chef d’équipe et chercheur à l’Université de Szeged en Hongrie.
Cependant, le caractère inhabituel de ce système n’était pas évident au premier abord.
«Une simple analyse des premières données de TESS nous a permis de constater que TIC 120362137 est un système stellaire triple à éclipses, compact et très dense», a déclaré Borkowitz. Le chercheur a ajouté que lors de la première observation de TIC 120362137 par l’équipe, ce système jusque-là inconnu semblait initialement composé d’une paire d’étoiles s’éclipsant mutuellement tous les 3,3 jours terrestres, ce qui entraînait une baisse de luminosité pendant une à deux heures.
Illustration du système stellaire 3+1 TIC 120362137 par Robert Lee
«Nous connaissons des milliers de systèmes de ce type, appelés binaires à éclipses. À ce stade, rien d’intéressant ni d’inhabituel», a-t-il poursuivi. «Puis, nous avons constaté que tous les 25 à 26 jours, des baisses de luminosité supplémentaires d’une durée d’un à deux jours se produisaient, ce qui indiquait clairement que le système devait contenir une troisième étoile avec une période orbitale d’environ 51 jours. Nous en avons donc conclu que TIC 120362137 était un système triple à éclipses.»
«Cependant, à ce moment-là, nous ne savions encore rien de la quatrième étoile.»
L’équipe a ensuite observé plusieurs autres éclipses, indiquant la présence d’une quatrième étoile, dont la présence a été confirmée à l’aide du spectrographe échelle Tillinghast (TRES) sur le télescope Tillinghast de 1,5 mètre situé sur le mont Hopkins en Arizona.
«TIC 120362137 est un système exceptionnel: nous avons découvert que la période orbitale de son étoile la plus externe n’est que d’environ 1 046 jours, la plus courte de toutes les étoiles quadruples 3+1 actuellement connues», a déclaré Borkowitz. «Cependant, la découverte de tels systèmes est extrêmement difficile. Détecter la quatrième composante, la plus externe, en observant les éclipses de la même manière que pour le système interne, prend beaucoup plus de temps, peut-être même des décennies. D’autres méthodes de détection de cette quatrième étoile sont possibles, mais uniquement par hasard.»
L’équipe a également pu déterminer d’autres caractéristiques des étoiles de ce système. Elle a découvert que les trois étoiles les plus proches du Soleil sont plus massives et plus chaudes que ce dernier, tandis que la quatrième étoile, la plus éloignée, est plus froide, moins massive et donc semblable au Soleil. De plus, grâce à des simulations informatiques, les chercheurs ont pu prédire l’avenir de ce système stellaire 3+1, qui ne restera finalement que deux naines blanches.
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«Tout d’abord, l’étoile la plus massive, composante principale du système binaire le plus interne, atteindra le stade de géante rouge. Dans cet état, elle fusionnera avec sa partenaire, l’étoile secondaire du système binaire le plus interne. Nous appelons ce corps stellaire fils A’», explique Borkowitz. «Puis, après environ 276 millions d’années, lors de la seconde étape, cette nova, l’étoile fusionnée A’, fusionnera avec la troisième composante stellaire, l’étoile B, lorsque les deux étoiles atteindront le stade de géante rouge. Nous appelons cette nova massive AB.»
Il a ajouté qu’après cela, l’étoile AB perdra une part importante de sa masse, finissant par s’effondrer pour former une naine blanche. Simultanément, la quatrième étoile, plus lointaine, subira un processus similaire, donnant naissance à une seconde naine blanche.
«Notre modèle d’évolution prédit donc la formation d’un système binaire à partir de ces deux naines blanches, avec une période orbitale d’environ 44 jours», a déclaré Borkowitz. «La naine blanche la plus massive, d’une masse d’environ 89% de celle du Soleil, se forme après deux fusions impliquant les trois étoiles internes, tandis que la naine blanche la moins massive, d’une masse d’environ 29 % de celle du Soleil, se forme simplement à partir de la quatrième étoile, la plus externe.»
Interaction entre deux étoiles compagnes
Un compagnon invisible, absorbant de la matière de l’étoile Gamma-Cas visible à l’œil nu, a été identifié comme la cause des rayons X inhabituels émis par ce système stellaire. Cette découverte résout un mystère qui intriguait les astronomes depuis plus de cinquante ans, rapporte l’Agence spatiale européenne.
Des observations uniques à haute résolution, réalisées par la mission d’imagerie et de spectroscopie des rayons X (XRISM), ont révélé que l’émission de rayons X est liée au mouvement orbital d’une naine blanche compagne, permettant ainsi aux astronomes de résoudre enfin ce mystère. Une description détaillée de ces observations est présentée dans un article récemment publié en mars 2026 dans la revue Astronomy & Astrophysics, co-écrit par Yael Naze de l’Université de Liège (Belgique).
«Pendant des décennies, de nombreux groupes de recherche ont travaillé sans relâche pour percer le mystère du gamma-Cas. Et maintenant, grâce aux observations de haute précision de XRISM, nous y sommes enfin parvenus», déclare Yael.
L’étoile Gamma Cas (γ-Cas) est visible par les Européens chaque nuit sans nuages. Elle forme le point central de la constellation caractéristique en forme de W de Cassiopée.
Malgré sa visibilité dans le ciel nocturne, elle demeure un mystère depuis 1866, date à laquelle l’astronome italien Angelo Secchi remarqua une anomalie dans son profil lumineux. Son «empreinte» d’hydrogène était brillante, alors que pour des étoiles comme notre Soleil, elle apparaît généralement comme une ligne sombre.
Cette étrange caractéristique a donné naissance à une nouvelle classe d’étoiles appelées étoiles Be, dans lesquelles le «B» caractéristique des étoiles chaudes, bleu-blanc et massives s’est combiné avec le «e» formé par l’émission particulière d’hydrogène.
Il a fallu plusieurs décennies avant que les astronomes ne comprennent que ces émissions provenaient d’un disque de matière en rotation, éjecté par une étoile à rotation rapide. De tels disques peuvent se former et se dissiper au fil du temps, entraînant des variations de la luminosité de l’étoile. C’est pourquoi elle reste encore aujourd’hui une cible privilégiée des astronomes amateurs.
Des observations à haute résolution réalisées avec le télescope XRISM ont révélé l’origine d’une curieuse émission de rayons X provenant de l’étoile Gamma-Cas, visible à l’œil nu : de la matière tombe sur sa compagne naine blanche. ESA
Grâce à l’amélioration des observations télescopiques, il est devenu possible de suivre le mouvement de Gamma-Kasa, révélant la présence d’une étoile compagne de faible masse. Comme cette compagne demeure invisible à l’observation télescopique directe, les astronomes supposent qu’il pourrait s’agir d’une naine blanche: un objet compact de la masse du Soleil mais de la taille de la Terre.
Puis, au milieu des années 1970, un nouveau mystère est apparu: on a découvert que Gamma-Cas émettait des rayons X d’une énergie exceptionnellement élevée. Des études plus poussées ont révélé que la source de cette lueur était principalement un plasma extrêmement chaud, à une température de 150 millions de degrés, émettant une luminosité environ 40 fois supérieure à celle généralement attendue pour des étoiles aussi massives.
Avec l’avènement des télescopes spatiaux à rayons X, notamment XMM-Newton de l’Agence spatiale européenne, Chandra de la NASA et eROSITA, dirigé par l’Allemagne, les astronomes ont découvert une vingtaine d’étoiles gamma-Cas présentant une émission de rayons X similaire et inhabituelle, ce qui en fait un groupe particulier parmi les étoiles Be en général.
Au fil des années, l’explication de l’émission de rayons X de haute énergie s’est réduite à deux théories concurrentes. Le champ magnétique local de l’étoile pourrait-il interagir avec celui du disque environnant, créant ainsi de la matière chaude ? Ou bien les rayons X émis par le disque de l’étoile Be sont-ils incidents sur une naine blanche compagne?
Enfin, un instrument suffisamment précis pour résoudre ce mystère est arrivé: le spectromètre haute résolution Resolve, installé sur le télescope XRISM (X-ray diffraction Imaging Survey). Lors d’une campagne d’observation dédiée, XRISM a révélé que les signaux du plasma chaud suivent le mouvement orbital d’une étoile compagne autrement invisible. Autrement dit, cette naine blanche absorbe de la matière de l’étoile Cas émettrice de rayons gamma, et produit des rayons X au passage.
«Les études précédentes menées avec XMM-Newton ont véritablement ouvert la voie à XRISM, nous permettant d’écarter de nombreuses théories et de prouver laquelle des deux dernières théories concurrentes était la bonne», explique Yael. «C’est incroyablement excitant d’avoir enfin une preuve directe pour résoudre ce mystère!»
Comprendre que les objets Cas émettant des rayons gamma sont des étoiles de type Be couplées à une naine blanche en accrétion résout le mystère de l’émission de rayons X. Mais cela soulève également une autre question fascinante: comment se forment et évoluent les systèmes binaires de ce type?
On a longtemps cru que de telles paires étaient fréquentes, principalement parmi les étoiles de faible masse. Cependant, de nouvelles recherches suggèrent qu’elles sont plus rares qu’on ne le pensait et qu’elles sont généralement observées dans les étoiles Be massives.
«Nous pensons que la clé de la compréhension de ce phénomène réside dans la manière précise dont se produit l’interaction entre les deux étoiles», explique Yael. «Maintenant que nous connaissons la véritable nature de gamma-Cas, nous pouvons créer des modèles spécifiques à cette classe de systèmes stellaires et actualiser notre compréhension de l’évolution binaire en conséquence.»
Où trouver le rayonnement gamma-Ca dans le ciel nocturne ? ESA
«C’est incroyable de voir comment ce mystère s’est progressivement dévoilé au fil des ans», déclare Alice Borghese, chercheuse à l’ESA spécialisée en astrophysique des hautes énergies. «XMM-Newton a accompli un travail remarquable en écartant diverses théories concernant le rayonnement gamma de Cas. Et maintenant, grâce à la nouvelle génération d’instruments de pointe, XRISM, nous avons atteint notre objectif.»
«Ce résultat remarquable souligne l’étroite collaboration entre les équipes japonaise, européenne et américaine du projet XRISM», ajoute Matteo Guainazzi, responsable scientifique du projet XRISM à l’ESA. «Cette équipe internationale réunit l’expertise technique et scientifique nécessaire pour résoudre les plus grands mystères de l’Univers des rayons X et ouvrir de nouvelles perspectives de recherche.»
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Le satellite XRISM (prononcé «cris-uh») a été lancé le 7 septembre 2023. Cette mission, menée par l’Agence d’exploration aérospatiale japonaise (JAXA) en partenariat avec la NASA et l’ESA, embarque deux instruments: le calorimètre à rayons X Resolve, capable de mesurer l’énergie de chaque photon X afin de produire un spectre d’une résolution énergétique sans précédent (l’instrument pouvant distinguer les différentes couleurs des rayons X), et une caméra CCD à rayons X à grand champ, appelée Xtend, pour l’imagerie du champ environnant.
Le Soleil pourrait faire partie d’une population plus vaste d’étoiles ayant migré depuis le noyau galactique.
Une nouvelle étude révèle que notre Soleil et de nombreux astres semblables, comparables à des jumeaux solaires, pourraient avoir migré ensemble depuis le cœur de la Voie lactée, rendant potentiellement le Système solaire plus habitable pour la vie telle que nous la connaissons. Les scientifiques ont détaillé leurs conclusions le 12 mars 2026 dans deux études publiées dans la revue Astronomy & Astrophysics.
Autour de la Voie lactée se trouvent des étoiles jumelles du Soleil, des étoiles physiquement très semblables à ce dernier. En analysant ces étoiles jumelles, les astronomes espèrent en apprendre davantage sur l’histoire du Soleil.
Dans deux nouvelles études, des scientifiques ont analysé les données du satellite Gaia de l’Agence spatiale européenne, qui a collecté des informations sur deux milliards d’étoiles afin de créer la carte 3D la plus précise de la Voie lactée jamais réalisée. Ils se sont concentrés sur 6 594 étoiles jumelles de leur système solaire, situées à environ 1 000 années-lumière de la Terre. Cet ensemble d’étoiles jumelles est environ 30 fois plus important que ceux étudiés précédemment.
Des chercheurs ont découvert de nombreuses étoiles jumelles du Soleil dont l’âge est proche de celui de notre astre. En analysant la taille, la température et la composition de ces étoiles voisines, Taniguchi, Takuji Tsujimoto de l’Observatoire astronomique national du Japon et leurs collègues ont pu estimer leur âge. En examinant la répartition des âges, ils ont observé un pic important de 1 551 étoiles, âgées de quatre à six milliards d’années. Parmi elles figure notre Soleil, âgé d’environ 4,6 milliards d’années.
Des étoiles semblables à notre Soleil se sont formées à la suite d’une migration massive depuis le centre de la Voie lactée, survenue il y a environ 4 à 6 milliards d’années. NAOJ
La découverte que le Soleil et nombre de ses jumeaux solaires ont un âge similaire et se situent à une distance comparable du centre galactique suggère que la position actuelle du Soleil n’est pas le fruit du hasard. Des études antérieures ont montré que, d’après sa «métallicité» (son abondance en éléments plus lourds que l’hydrogène et l’hélium), le Soleil s’est formé à plus de 10 000 années-lumière des régions internes de la galaxie, où l’abondance des métaux est plus élevée que dans la partie de la galaxie où il se trouve aujourd’hui.
Ces nouveaux résultats suggèrent que le Soleil pourrait faire partie d’une population plus vaste d’étoiles ayant migré hors du noyau galactique à peu près au même moment, il y a quatre à six milliards d’années.
Cette découverte éclaire non seulement la nature de notre système solaire, mais aussi l’évolution de la galaxie elle-même. Au centre de la Voie lactée se trouve une gigantesque structure en forme de barre en rotation, qui freine actuellement la migration massive des étoiles. Or, ces nouvelles données révèlent des détails sur la période de formation de cette structure. Les chercheurs ont émis l’hypothèse que la formation de cette immense structure tentaculaire aurait initialement favorisé la concentration des gaz, ce qui aurait contribué à l’initiation de la formation d’étoiles et, par la suite, à leur éjection vers l’extérieur.
Les chercheurs ont indiqué que ces nouvelles données pourraient également éclairer les conditions qui ont pu favoriser l’évolution de la vie sur Terre.
«On pense que les régions internes de la Voie lactée représentent un environnement plus inhospitalier pour la vie, où des événements énergétiques comme les explosions de supernovae sont plus fréquents», a déclaré Taniguchi. Si le Soleil a migré vers l’extérieur relativement peu de temps après sa naissance, «le système solaire aurait pu passer la majeure partie de son histoire dans le disque externe, plus calme. Autrement dit, le Soleil pourrait avoir pénétré dans un environnement propice à la vie non pas par hasard, mais à la suite de la formation d’une barre galactique.»
Les scientifiques prévoient d’étendre leurs travaux afin d’inclure des données plus complètes obtenues par le satellite Gaia, dont la publication est prévue en décembre 2026. Ils ont également l’intention d’examiner de plus près la composition de ces jumeaux solaires, ce qui, selon Taniguchi, «pourrait aider à identifier les étoiles nées au même endroit et au même moment que le Soleil, c’est-à-dire de véritables jumeaux».
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