Mon mémoire en 400 mots: Myriam Prasow-Émond

Myriam Prasow-Émond, étudiante à l’iREx à l’Université de Montréal, a soumis son mémoire de maîtrise à la fin du printemps 2022. Elle résume ici le projet de recherche qu’elle a mené dans le cadre de sa maîtrise.

Lorsque que les toutes premières exoplanètes ont été découvertes au début des années 90, les astronomes ont eu toute une surprise : celles-ci orbitaient autour d’étoiles pulsars, soit des étoiles à neutrons qui tournent très vite sur elles-mêmes. Il est donc déjà établi que les exoplanètes peuvent exister dans des environnements extrêmes. C’est ce qui nous a poussé à aller explorer l’environnement des binaires X, qui sont tout aussi extrêmes. La première composante d’un binaire X est un objet compact, soit un objet qui possède une taille de quelques kilomètres mais une masse de plusieurs fois celle du Soleil : une naine blanche, étoile à neutrons ou trou noir de masse stellaire. La deuxième composante est une étoile dite donneuse, qui transfère une partie de sa matière à l’objet compact, processus très énergétique qui émet une grande quantité de rayons X, d’où le nom binaire “X”.

Représentation simplifiée d’un binaire X. Ce dernier est composé d’un objet compact (naine blanche, étoile à neutrons ou trou noir de masse stellaire) accrétant de la matière d’une étoile donneuse, ce qui émet une grande quantité de rayons X. (Crédit: M. Prasow-Émond)

Depuis plus de 50 ans, la communauté scientifique a toujours cru que les binaires X étaient simplement binaires, c’est-à-dire qu’elles ne contenaient que deux objets. Ainsi, pour la toute première fois, nous nous sommes mis à la recherche de compagnons aux binaires X à l’aide de techniques d’imagerie directe, normalement utilisées pour la recherche et l’étude d’exoplanètes jeunes, chaudes et distantes autour d’étoiles « normales ». Pour scruter nos binaires X, nous avons utilisé l’observatoire W. M. Keck situé à Hawai’i et son instrument proche infrarouge NIRC2. Nous avons pris des photos des environnements des binaires X en espérant trouver des sources lumineuses. Mais attention! Ce n’est pas parce qu’on trouve une source que c’est nécessairement un compagnon. Pour s’assurer qu’une source lumineuse n’est pas simplement une étoile de fond, on peut, par exemple, attendre quelques mois ou quelques années et vérifier que cette source tourne bel et bien autour du binaire X, comme la Terre autour du Soleil.

Image à haut contraste (technique d’imagerie directe) du binaire X RX J1744.7-2713, prise avec l’instrument NIRC2 sur l’Observatoire W. M. Keck. Les 21 sources découvertes, de potentiels compagnons, sont étiquetées par des lettres. Le symbole X au centre indique la position approximative du binaire X. (Crédit: Prasow-Émond et al. 2022)

Bref, mon projet de maîtrise vient lier deux sujets totalement différents en astronomie, soit les exoplanètes et les objets compacts comme les trous noirs. Au total, nous avons trouvé plus d’une source dans neuf binaires X (voir un exemple ci-contre) et nos analyses montrent que plusieurs d’entre elles pourraient être des compagnons. Ces découvertes nous indiquent donc que les étoiles et les exoplanètes peuvent potentiellement exister et survivre dans les environnements extrêmes créés par les binaires X.

Plus d’informations

Myriam a fait sa maîtrise à l’Université de Montréal entre 2020 et 2022, sous la supervision de Julie Hlavacek-Larrondo, en collaboration avec des membres de l’iREx. Son mémoire Les premières images à haut contraste de binaires X est disponible sur Papyrus.