Lorsque les naines blanches se déchaînent, leurs planètes souffrent du chaos qui en résulte. La preuve apparaît plus tard dans et autour de l’atmosphère de l’étoile mourante après qu’elle ait englouti des débris planétaires et cométaires. C’est la conclusion à laquelle une équipe d’astronomes de l’UCLA est parvenue après avoir étudié en détail la naine blanche voisine G238-44. Ils ont trouvé un cas de cannibalisme cosmique sur cette étoile mourante, située à environ 86 années-lumière de la Terre.
Si cette étoile se trouvait à la place de notre Soleil, elle ingérerait les restes de planètes, d’astéroïdes et de comètes jusqu’à la ceinture de Kuiper. Ce buffet expansif fait de cet acte de cannibalisme stellaire l’un des plus répandus jamais vus.
“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.”
Trouver des preuves du chaos dans une 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 à l’étude des éléments chimiques détectés dans et autour de l’atmosphère des naines blanches. Ils ont utilisé les données de l’ancien explorateur spectroscopique dans l’ultraviolet lointain de la NASA, du spectromètre Echelle haute résolution de l’observatoire Keck à Hawaï et du spectrographe Cosmic Origins du télescope spatial Hubble et du spectrographe d’imagerie du télescope spatial. L’équipe a trouvé et mesuré la présence d’azote, d’oxygène, de magnésium, de silicium et de fer, ainsi que d’autres éléments.
Le fer est particulièrement intéressant puisqu’il constitue le noyau des planètes rocheuses comme la Terre ou Mars. Sa présence est un indice que des mondes de type terrestre tournaient autrefois autour de G238-44. La présence de grandes quantités d’azote implique que le système avait également un bassin de corps glacés.
Quand les naines blanches frappent
Lorsque des étoiles comme le Soleil entrent dans un âge très avancé, elles laissent derrière elles des noyaux brûlés appelés naines blanches. Pendant des milliards d’années, ces restes d’étoiles mourantes se refroidissent lentement. Avant d’en arriver là, cependant, l’agonie réelle peut être assez violente et désordonnée. C’est alors qu’ils cannibalisent les mondes qui les entourent. La découverte des “restes” de ces planètes, comètes et astéroïdes, dans l’atmosphère de G238-44 brosse un tableau inquiétant de l’avenir de notre système solaire.
Nous pouvons nous attendre à ce que notre Soleil passe par le processus commençant dans environ cinq milliards d’années. Tout d’abord, il gonflera pour devenir une géante rouge, engloutissant des planètes éventuellement jusqu’à l’orbite de la Terre. Ensuite, elle perdra ses couches externes, formant ce que nous appelons une « nébuleuse planétaire ». Une fois que tout cela s’est dissipé dans l’espace, ce qui reste est la naine blanche massive mais minuscule.
L’ensemble du processus déchirera le système solaire, déchirant les planètes en lambeaux et dispersant les comètes et les astéroïdes. N’importe lequel de ces objets qui s’approchent trop près de la naine blanche Soleil sera aspiré et détruit. L’ampleur de la destruction se produit assez 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 sa phase de naine blanche, l’étoile mourante a pu capturer et consommer des matériaux de sa ceinture d’astéroïdes voisine et de ses régions lointaines semblables à la ceinture de Kuiper.
Quoi d’autre cette naine blanche révèle
Non seulement cette découverte montre ce qu’il y a dans notre avenir, mais elle fournit également un aperçu intéressant de la façon dont d’autres systèmes se forment. Il offre des indices sur ce qu’ils contiennent et un aperçu du passé de notre propre système solaire. Par exemple, les astronomes pensent que des objets glacés se sont écrasés sur des planètes sèches et rocheuses dans notre propre système solaire naissant. Cela s’ajoute aux matériaux rocheux qui ont contribué à créer notre planète. Pour G238-44, cela signifie une fusion intéressante de choses provenant de diverses régions et les preuves le montrent.
“Le meilleur ajustement pour nos données était un mélange de près de deux pour un de matériaux de type mercure et de matériaux de type comète, qui sont constitués de glace et de poussière”, a déclaré Johnson. “Le fer métallique et la glace d’azote suggèrent chacun des conditions extrêmement différentes de formation planétaire. Il n’y a aucun objet connu du système solaire avec autant des deux.
Une étoile mourante donne d’autres indices
La mort de cette étoile semblable au soleil et son penchant pour engloutir les débris a une autre tournure intéressante. Il y a des milliards d’années, les comètes et les astéroïdes ont probablement fourni de l’eau à notre planète, créant ainsi les conditions nécessaires à la vie. Selon Benjamin Zuckerman, professeur de physique et d’astronomie à l’UCLA, la combinaison de matériaux glacés et rocheux détectés pleuvant sur G238-44 montre que d’autres systèmes planétaires peuvent avoir 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 comme le carbone, l’azote et l’oxygène”, a déclaré Zuckerman. “L’abondance des éléments que nous voyons sur cette naine blanche semble provenir à la fois d’un corps parent rocheux et d’un corps parent riche en volatils – le premier exemple que nous avons trouvé parmi les études de centaines de naines blanches.”
Il est fascinant de penser que notre propre 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 fera la même étude que Johnson et son équipe – et repérera les restes de la Terre dans la lueur mourante de la naine blanche du Soleil.
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