Évolution des systèmes binaires : “Le Labex permet de faire émerger des choses nouvelles”
Francis Fortin est astronome en postdoc au sein du projet Interface Binary rEvolution. Il étudie pour le Labex l’évolution des systèmes binaires, des objets qui permettent de mieux comprendre la formation et la vie des étoiles.
Intéressé par les sciences, et notamment la physique, Francis intègre le magistère de physique fondamental d’Orsay (CNRS / Univ. Paris Saclay). Mais l’astrophysique n’est alors pas encore son domaine de prédilection. Initialement, son attention reste davantage portée sur les questions de recherche en lien avec la fusion nucléaire, qu’il considère alors comme « l’énergie de demain ». C’est pour cette raison qu’il a fait son stage de L3 à l’Institut de physique nucléaire d’Orsay. Un stage portant autant sur la physique nucléaire que sur… l’astrophysique.
Après ces premiers pas dans le domaine de la physique de l’Univers, Francis poursuit dans cette voie : il fait son stage de M1 à Potsdam sur « les étoiles variables cataclysmiques » (intrigué par l’intitulé « stylé » du sujet), puis il suit le M2 Astrophysique et Astronomie, formation commune dispensée notamment à l’Université Paris Cité. C’est justement au cours de cette année de M2, plus particulièrement durant son stage de fin d’étude, que Francis découvrira les phénomènes astrophysiques qui deviendront le sujet de son travail de recherche : les systèmes binaires.
Les systèmes binaires sont des couples stellaires composés d’un objet compact (naine blanche, étoile à neutrons, trou noir, etc.) et d’une étoile qui s’échangent de la matière. Ces objets émettent de nombreux rayonnements énergétiques, notamment des rayons X et gamma. Depuis 2015, on sait désormais également que la collision des deux objets compacts formant le système binaire donne naissance à une émission d’ondes gravitationnelles. « Plus de la moitié des étoiles de notre galaxie passent au moins une partie de leur vie en couple », explique Francis, « l’étude des systèmes binaires est donc essentielle pour mieux comprendre l’évolution stellaire en général ».
Au cours de ses premières années de recherche, une grande partie de son travail consiste à identifier et caractériser les systèmes binaires parmi les catalogues de sources (dont les sources observées par les satellites INTEGRAL et GAIA). Par exemple, les deux milliards d’étoiles observés par le satellite GAIA, seuls 35 de ces sources ont été formellement identifiées en tant que système binaire. Ces 35 sources peuvent sembler peu, mais cet échantillon permet à Francis et ces collègues de construire et tester leurs modèles théoriques et numériques. « On a besoin d’un certain nombre de sources identifiées afin d’avoir une statistique intéressante sur laquelle se baser », souligne Francis. « C’est souvent un effort des jeunes chercheurs de travailler sur ces études de population ».
