Minéraux alcalins de planètes rocheuses trouvés dans l’atmosphère des naines blanches à proximité Astronomie

Les astronomes ont découvert du lithium dans une atmosphère de quatre anciennes naines blanches fraîches, dont l’une présentait également du potassium dans l’atmosphère. L’abondance relative de ces deux éléments alcalins par rapport au sodium et au calcium indique fortement que les quatre étoiles ont accumulé des parties des planètes rocheuses similaires à la Terre et à Mars.

Restes d’une croûte planétaire se désintégrant sous les forces des marées autour d’une naine blanche froide; Le matériau du disque près de l’étoile centrale s’évapore et s’écoule dans l’atmosphère de la naine blanche. Crédit d’image: Mark Garlick / Université de Warwick.

«Dans le passé, nous avons vu toutes sortes de choses comme le manteau et les matériaux de base, mais nous n’avons pas eu de découverte définitive de la croûte planétaire», a déclaré le Dr Mark Hollandes, astronome au département de physique du Université. Warwick.

« Le lithium et le potassium sont de bons indicateurs des matériaux de la croûte, car ils ne sont pas présents en fortes concentrations dans le manteau ou le noyau. »

Le Dr Hollandes et ses collègues ont analysé les données de plus de 1 000 naines blanches proches du télescope Gaia de l’Agence spatiale européenne.

Ils ont également examiné 30 000 spectres de naines blanches du Sloan Digital Sky Survey (SDSS) publié au cours des 20 dernières années.

Ils ont détecté du lithium dans les atmosphères de quatre naines blanches âgées de 5 à 10 milliards d’années: LHS 2534, WD J231726.74 + 183052.75, WD J182458.45 + 121316.82 et SDSS J133001.17 + 643523.69.

Ils ont également découvert du potassium dans l’une de ces étoiles, LHS 2534.

En comparant la quantité de lithium et de potassium avec les autres éléments qu’ils ont découverts, les astronomes ont constaté que la proportion des éléments correspond à la composition chimique de la croûte des planètes rocheuses, si ces croûtes s’étaient évaporées et mélangées dans les couches extérieures gazeuses de l’étoile pour une période de deux millions d’années.

Les couches externes des naines blanches contiennent jusqu’à 300 000 gigatonnes de débris rocheux, ce qui comprend jusqu’à 60 gigatonnes de lithium et 3 000 gigatonnes de potassium, soit l’équivalent de 60 kilomètres (37 miles) de densité comparable à la croûte terrestre.

La quantité de matière de croûte détectée en masse est similaire à celle trouvée dans les astéroïdes que nous voyons dans notre système solaire, ce qui amène les chercheurs à croire que ce qu’ils voient autour des quatre nains blancs est un matériau découpé dans une planète, pas une planète entière. La planète elle-même.

Le Dr Pierre Emmanuel a déclaré: «Dans un cas, nous attendons avec impatience la formation d’une planète autour d’une étoile qui s’est formée dans le halo de la galaxie, il y a 11 à 12,5 milliards d’années, et alors ce devrait être l’une des plus anciennes planétaires. systèmes connus à ce jour.  » Tremblay, également du Département de physique de l’Université de Warwick.

« Un autre de ces systèmes s’est formé autour d’une étoile éphémère, la masse du Soleil était initialement plus de quatre fois la masse du Soleil, une découverte record qui fournit des contraintes importantes sur la rapidité avec laquelle les planètes se forment autour des étoiles hôtes. »

Le Résultats Il a été publié en ligne dans le magazine Astronomie naturelle.

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MA Pays-Bas Et al. Métaux alcalins dans les atmosphères naines blanches comme traceurs d’anciennes échelles planétaires. Nat AstronPublié en ligne le 11 février 2021; 10.1038 / s41550-020-01296-7