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Le dernier acte de l’étoile mourante a été de détruire toutes ses planètes

Lorsque les naines blanches se déchaînent, leurs planètes subissent le chaos qui en résulte. Des preuves émergent plus tard dans et autour de l’atmosphère de l’étoile mourante après qu’elle ait dévoré des débris planétaires et cométaires. C’est la conclusion à laquelle est parvenue une équipe d’astronomes de l’UCLA après avoir étudié en détail la naine blanche voisine G238-44. Ils ont trouvé un cas de cannibalisme cosmique dans cette étoile mourante, située à environ 86 années-lumière de la Terre.

Si cette étoile était à la place de notre soleil, elle engloutirait les restes de planètes, d’astéroïdes et de comètes dans la ceinture de Kuiper. Ce vaste buffet fait du cannibalisme stellaire l’un des plus populaires de tous.

« Nous n’avons jamais vu ces deux types d’objets s’accumuler sur une naine blanche en même temps », a déclaré le chercheur principal Ted Johnson, diplômé en physique et en astronomie de l’UCLA. « En étudiant ces naines blanches, nous espérons mieux comprendre les systèmes planétaires encore intacts. »

Vue d'artiste d'une naine blanche - une étoile mourante) tirant des débris de mondes déchirés dans son système planétaire.  NASA/ESA, Joseph Olmsted (STScI)
Une vue d’une naine blanche tirant des débris de mondes déchirés dans son système planétaire. NASA/ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Trouvez des preuves du chaos dans l’étoile mourante

Johnson faisait partie d’une équipe de l’UCLA, de l’UC San Diego et de l’Université de Kiel en Allemagne travaillant sur l’étude des éléments chimiques détectés dans et autour de l’atmosphère de la naine blanche. Ils ont utilisé les données du spectrographe dans l’ultraviolet lointain de la NASA, du spectromètre haute résolution Eckel de l’observatoire Keck à Hawaï, du spectromètre Cosmic Origins du télescope spatial Hubble et du spectroradiomètre imageur du télescope spatial. L’équipe a détecté et mesuré la présence d’azote, d’oxygène, de magnésium, de silicium et de fer, entre autres éléments.

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Le fer est particulièrement intéressant car il est formé à partir des noyaux de planètes rocheuses comme la Terre ou Mars. Son existence est la preuve que des mondes terrestres étaient en orbite autour de G238-44. La présence de grandes quantités d’azote signifie que le système contient également une gamme de corps glacés.

Quand tu frappes les naines blanches

Lorsque des étoiles comme le Soleil entrent dans leur vieillesse, elles laissent derrière elles des noyaux brûlants appelés naines blanches. Pendant des milliards d’années, ces restes d’étoiles mourantes se sont lentement refroidis. Avant d’en arriver là, les affres de la mort peuvent être violentes et chaotiques. C’est alors qu’ils pensent aux mondes qui les entourent. La découverte des « restes » de ces planètes, comètes et astéroïdes dans l’atmosphère du groupe G238-44 brosse un tableau inquiétant de l’avenir de notre système solaire.

Notre soleil a évolué comme une étoile mourante en une géante rouge, puis a formé une nébuleuse planétaire et a fini par devenir une naine blanche.  Crédit image : ESO / S. Steinhofel
Notre soleil a évolué comme une étoile mourante en une géante rouge, puis a formé une nébuleuse planétaire et a fini par devenir une naine blanche. Ce processus évolutif affecte également les autres mondes et les choses de leur système. Crédit image : ESO / S. Steinhofel

Nous pouvons nous attendre à ce que notre Soleil passe par le processus qui commence dans environ cinq milliards d’années. Premièrement, il se gonflerait en une géante rouge, engloutissant les planètes susceptibles d’atteindre l’orbite terrestre. Ensuite, elle perd ses couches externes et forme ce que nous appelons une « nébuleuse planétaire ». Une fois que tout cela s’est dissipé dans l’espace, ce qui reste est l’énorme mais petite naine blanche.

L’ensemble du processus déchirera le système solaire, déchirant les planètes en lambeaux et dispersant les comètes et les astéroïdes. Toutes ces choses qui s’approchent trop près du soleil nain blanc seront absorbées et détruites. L’ampleur de la dévastation se produit très rapidement si l’exemple de G238-44 est un indice. Cette étude montre l’ampleur choquante du chaos. Moins de 100 millions d’années après son entrée dans le stade de la naine blanche, l’étoile mourante a pu capturer et consommer des matériaux de la ceinture d’astéroïdes voisine et de ses régions lointaines semblables à la ceinture de Kuiper.

La lente destruction du système planétaire du groupe G238-44, avec une petite naine blanche au centre, entourée d'un faible disque d'accrétion composé de morceaux de corps en lambeaux tombant sur l'étoile morte.  Tous les astéroïdes restants forment un mince filet de matière entourant l'étoile mourante.  De plus grandes planètes géantes gazeuses peuvent encore être présentes dans le système, et bien au-delà se trouve une ceinture de corps glacés tels que des comètes.  Le processus de dévoration des restes de leurs mondes a commencé peu de temps après que l'étoile soit entrée dans le stade nain blanc.  Avec l'aimable autorisation de : NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)
La lente destruction du système planétaire du groupe G238-44, avec une petite naine blanche au centre, entourée d’un faible disque d’accrétion composé de morceaux de corps en lambeaux tombant sur l’étoile morte. Tous les astéroïdes restants forment un mince filet de matière entourant l’étoile mourante. De plus grandes planètes géantes gazeuses peuvent encore être présentes dans le système, et bien au-delà se trouve une ceinture de corps glacés tels que des comètes. Le processus de dévoration des restes de leurs mondes a commencé peu de temps après que l’étoile soit entrée dans le stade nain blanc. politesse: NASA, Agence spatiale européenne, Joseph Olmsted (STScI)

Que révèle cette naine blanche ?

Cette découverte montre non seulement ce qu’il y a dans notre avenir, mais fournit également un aperçu intéressant de la façon dont d’autres systèmes pourraient se former. Il offre des indices sur ce qu’il contient et un aperçu du passé de notre système solaire. Par exemple, les astronomes pensent que des corps glacés sont entrés en collision avec les planètes sèches et rocheuses de notre jeune système solaire. Cela s’ajoute aux matériaux rocheux qui ont contribué à la formation de notre planète. Pour G238-44, cela signifie une fusion intéressante de choses provenant de diverses régions et les preuves le montrent.

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« Le meilleur ajustement pour nos données était un mélange d’environ deux pour un de matière de type mercure et de type comète, qui est composée de glace et de poussière », a déclaré Johnson. Le fer métallique et la glace d’azote suggèrent des conditions complètement différentes pour la formation des planètes. Il n’y a aucun corps connu dans le système solaire qui ait beaucoup des deux. »

L’étoile mourante donne d’autres indices

La mort de cette étoile semblable au soleil et sa tendance à dévorer les débris est un autre développement passionnant. Il y a des milliards d’années, les comètes et les astéroïdes ont probablement fourni de l’eau à notre planète, fournissant les conditions nécessaires à la vie. Selon Benjamin Zuckerman, professeur de physique et d’astronomie à l’Université de Californie, la combinaison de matériaux glacés et rocheux qui a été détectée pleuvant sur G238-44 montre que d’autres systèmes planétaires peuvent contenir des réservoirs glacés (comme la ceinture de Kuiper et le nuage d’Oort ). Cela s’ajoute aux corps rocheux tels que la Terre et les astéroïdes.

« La vie telle que nous la connaissons nécessite une planète rocheuse recouverte d’une variété d’éléments volatils tels que le carbone, l’azote et l’oxygène », a déclaré Zuckerman. « L’abondance d’éléments que nous voyons sur cette naine blanche semble provenir à la fois d’un corps paternel rocheux et d’un corps mère riche en fluctuations – le premier exemple que nous avons trouvé parmi les études de centaines de naines blanches. »

Il est intéressant de penser que notre soleil pourrait faire la même chose dans quelques milliards d’années. Peut-être qu’un futur astronome sur une planète à quelques dizaines d’années-lumière mènera la même étude que Johnson et son équipe – en observant les restes de la Terre dans la lueur du soleil nain blanc mourant.

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Delphine Perrault

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