Actualité : Oubliez Tatooine : la Nasa a trouvé un système quadruple d'étoiles, le plus resserré connu

Mis à jour le 04/03/26 à 09h58

Dans l’immensité du cosmos, la solitude de notre Soleil est presque une anomalie, car la majorité des étoiles répertoriées vivent en couple. Le système TIC 120362137, dont les détails viennent d'être publiés dans Nature Communications, fait voler en éclats la banalité des systèmes binaires.

Nous sommes ici face à une hiérarchie quadruple d’une compacité record, un mécanisme d’horlogerie stellaire niché dans un volume d'espace ridiculement petit à l'échelle astronomique.

L'observatoire spatial TESS part à la traque de l’infime

Pour débusquer ce monstre de complexité, les chercheurs n'ont pas utilisé un télescope géant au sol, mais le Transiting Exoplanet Survey Satellite, alias TESS, de la Nasa. Conçu originellement pour détecter des exoplanètes via la méthode du transit, c'est-à-dire l'observation de la baisse de luminosité quand un astre passe devant son étoile, TESS s’impose ici comme un outil de métrologie stellaire absolue.

Grâce à l’analyse des courbes de lumière — ces variations de luminosité de l’ordre de quelques fractions de pourcent —, l’intelligence des algorithmes et la persévérance des astronomes ont permis de disséquer le signal. Or ce n'était pas une planète qui occultait une étoile, mais un ballet d'éclipses mutuelles entre quatre astres. Une prouesse technologique capable d'isoler les signatures de chaque membre au sein d’un système où tout semble s'entremêler.

Architecture “folle” : un ballet de trois étoiles serrées dans l'orbite de Mercure

L’originalité de TIC 120362137 tient dans son organisation hiérarchique dite “3+1”. Imaginez un cœur composé d’un trio interne composé d'une binaire extrêmement serrée orbitée par une troisième étoile à une distance équivalente à celle de Mercure par rapport à notre Soleil. Ce trio central est lui-même orbité par une quatrième étoile située à une distance inférieure à celle de Jupiter.

C’est le système de ce type le plus compact jamais observé et cette proximité implique des interactions gravitationnelles d'une violence rare. Les forces de marée y sont effectivement si puissantes qu'elles dictent une évolution rapide et inéluctable, loin du calme plat que connaît notre système solaire.

Ces étoiles vont se dévorer les unes les autres

L’étude ne se contente pas de photographier l'instant présent ; elle projette également ce système dans un futur cataclysmique. Actuellement sur la séquence principale, c'est-à-dire en pleine possession de leurs moyens, ces étoiles vont inévitablement vieillir.

Les deux étoiles principales, celles qui sont en orbite très resserrées, “pèsent” respectivement 1,75 et 1,36 masse solaire. Ce sont des astres blancs d'une température d'environ 6300 °C, soit 800 °C de plus que notre Soleil. Ces deux composantes principales se tournent autour en seulement 3,28 jours, tandis que la troisième les orbite en 51 jours, et la dernière en 1045 jours.

Dans quelques millions d'années, les membres du trio interne gonfleront pour devenir des géantes rouges. À cause de la compacité extrême du système, leurs enveloppes gazeuses finiront par se toucher et fusionner. Ce processus, appelé “évolution en enveloppe commune”, entraînera des fusions stellaires spectaculaires.

L'étude fait ainsi des projections à partir d'hypothèses raisonnables. Une possibilité est que dans environ 270 millions d'années, les trois étoiles les plus proches auront fusionné en un astre d'environ quatre masses solaires.

Au terme de ce véritable festin gravitationnel, le système perdra une grande partie de sa masse sous forme de vent stellaire pour ne laisser derrière lui que des cadavres d'étoiles : des naines blanches. En résumé, ce qui est aujourd'hui une chorale à quatre voix se transformera en un ballet sombre et dense de résidus de carbone et d'oxygène.

Pourquoi cette découverte astronomique est importante ?

Au-delà de la performance de TESS, TIC 120362137 est une pierre de Rosette pour les astrophysiciens. Il permet en effet de tester les limites de la stabilité orbitale et d'affiner nos modèles sur la fin de vie des étoiles multiples. Pour nous autres observateurs, c'est un rappel que l'Univers est une machine à produire de l'improbable, pourvu qu'on dispose des outils assez sensibles pour le regarder.