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Dans un aperçu de ce qui pourrait être réservé à notre propre système solaire, des astronomes ont découvert ce qui semble être les restes d’une planète en orbite autour d’une naine blanche.

Des astronomes ont découvert les restes d’une planète

Si les calculs de l’équipe sont corrects, l’objet en orbite peut être le noyau de fer d’une petite planète dont les couches extérieures ont été arrachées par la gravité intense de son étoile.
Bien que les astronomes connaissent l’existence de milliers d’exoplanètes dans la Voie lactée, ils ont du mal à voir quelque chose de beaucoup plus petit que la Terre. Ce nouvel objet est de loin le plus petit, sa grosseur se rapproche d’un astéroïde plutôt que d’une planète. Sa découverte fournit également un indice sur le sort des planètes avec le vieillissement de leurs étoiles.
Lorsque les étoiles semblables au Soleil manquent d’hydrogène et commencent à brûler des éléments tels que l’hélium et le carbone, font en sorte qu’elles se gonflent en géantes rouges et consomment les planètes qui gravitent à proximité. Ceux qui ont survécu sont témoins de ce qui peut se passer ensuite lorsque le carburant de la géante rouge est épuisé: ils s’effondrent en une petite naine blanche, qui se refroidit pendant des milliards d’années. Sa gravité peut déchirer toutes les planètes survivantes qui s’égarent trop près, consommant leurs matériaux et laissant le reste dans un disque de poussière.

Un planétésimal situé à 400 années-lumière de la Terre

Trouver ce planétésimal, à 400 années-lumière de la Terre, n’a pas été facile à trouver. Une équipe d’astronomes, dirigée par Christopher Manser de l’Université de Warwick à Coventry, au Royaume-Uni, surveillait cette naine blanche depuis 15 ans. Ils ont utilisé le plus grand télescope optique au monde, le Gran Telescopio Canarias de 10,4 mètres situé à La Palma, dans les îles Canaries, en Espagne, en 2017 et 2018.
La naine blanche, connue sous le nom de SDSS J122859.93 + 104032.9, est l’une des rares naines blanches entourées d’un disque contenant à la fois du gaz et des débris, et l’équipe a voulu étudier les variations minute par minute de ce gaz.
La plupart des exoplanètes ne sont pas visibles directement, mais se trouvent quand elles projettent une ombre sur le visage de leur étoile ou qu’elles tirent l’étoile avec la force de leur gravité. L’équipe de Manser a utilisé une méthode similaire indirecte. Ils ont séparé la lumière provenant du disque pour voir son spectre de fréquences et ont zoomé sur trois raies spectrales produites par les ions calcium, qui servent à identifier ce gaz circulant dans le disque.
Lorsque le gaz – y compris les ions calcium – se glisse autour de la naine blanche, sa lumière se décale vers des fréquences légèrement plus élevées lorsqu’elle se déplace vers la Terre, et des fréquences plus basses lorsqu’elle s’en éloigne. L’effet étend également les raies d’émission de calcium normalement étroites en larges bandes avec des pics à chaque extrémité, en forme de hamac suspendu entre deux pôles.
Manser a déclaré que son équipe s’attendait à voir de telles lignes élargies avec peut-être quelques fluctuations aléatoires dans les sommets, causées par la collision des débris. Au lieu de cela, ils ont constaté que les deux pics de chaque ligne de calcium augmentaient et diminuaient les uns contre les autres toutes les 2 heures. «Ce fut une découverte vraiment excitante», a déclaré Manser.

Les lignes de calcium ne proviennent pas de la planétésimale

Les chercheurs ont donné plusieurs explications possibles aux pics métronomiques, notamment une grande planète en orbite et des vortex dans le disque de poussière. Mais écrivant dans Science, ils rejettent tout sauf un: qu’il s’agit de la signature d’un planétésimal en orbite autour de l’étoile. Ils font valoir que les lignes de calcium ne proviennent pas de la planétésimale elle-même, mais d’un nuage de gaz qui l’entoure, soit parce que les débris du disque la détruisent, soit parce que le rayonnement émis par l’étoile fait émettre du gaz. Lorsque ce nuage de gaz suit le planétésimal sur son orbite, il amplifie un pic d’émission tout en se déplaçant vers la Terre et, une heure plus tard, l’autre pic tout en s’éloignant.
«C’est incroyable pour moi de pouvoir déduire l’existence d’un objet aussi petit», explique l’astronome Ben Zuckerman de l’Université de Californie à Los Angeles, qui n’a pas participé à ces travaux. Mais lui et l’astronome Mukremin Kilic de l’Université d’Oklahoma à Norman conviennent que l’explication de l’équipe est la plus probable. “Est-ce un planétésimal?” Demande Kilic. « Compte tenu des informations disponibles, c’est probablement la meilleure conclusion. »

Un objet qui a la taille de la Terre

Ce résultat est également surprenant car l’objet est si proche de son étoile qui a la taille de la Terre. Si c’était dans notre système solaire, il serait en orbite à la surface du Soleil. Tout objet proche d’une naine blanche serait normalement déchiré. Les chercheurs ont calculé que si la planétésimale était simplement maintenue ensemble par sa propre gravité, le tout devrait avoir la densité du fer, ce qui la rapprocherait des astéroïdes métalliques que l’on trouve dans notre système solaire.
S’il avait des couches différenciées pour lui donner de la force, il pourrait être moins dense et avoir une largeur allant jusqu’à 720 kilomètres, à égalité avec la planète naine Cérès. Les chercheurs disent que, quelle que soit la nature de l’objet, ses couches rocheuses externes ont dû être arrachées par la naine blanche, ne laissant que son noyau métallique.
Le fait que cet objet ait été trouvé autour de l’une des très rares naines blanches qui ont à la fois de la poussière et des gaz dans leurs disques suggère que les gaz pourraient être «une arme à feu pour les planétésimaux», dit Manser. L’équipe espère donc pouvoir examiner d’autres naines blanches dotés de disques de gaz pour trouver d’autres planètes survivantes en orbite.

Le Soleil consumera Mercure Vénus et la Terre

En attendant, le sort du SDSS J1228 + 1040 et de son compagnon nous donne une image qui donne à réfléchir sur l’avenir de notre système solaire. On pense que lorsque le Soleil se gonflera en une géante rouge, il consumera Mercure, Vénus et la Terre. Les autres planètes peuvent se déplacer vers l’extérieur et survivre, mais ces mouvements pourraient provoquer une secousse gravitationnelle qui éjecterait entièrement les planètes ou les propulseraient vers leur destin. Ce n’est pas une belle idée, mais nous avons environ 6 milliards d’années pour envisager notre destin.
Source : Science
Crédit photo : Pixabay

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