Des astronomes ont eu la très rare occasion d’observer une étoile en fin de vie, tout juste un peu plus grande que la Terre, désintégrer morceau par morceau une planète située dans son orbite.
Le corps planétaire et ses débris font, à peu près, la taille de la planète naine Cérès, le plus gros astéroïde dans le système solaire de la Terre et ils seront entièrement détruits dans environ un million d’années. Les scientifiques, en observant l’objet se désintégrer, auront le meilleure point de vue, jamais encore obtenue, sur la mort d’un système solaire et un regard sur l’avenir probable de notre propre système.
Image d’entête : représentation du corps planétaire désintégré par son étoile (Mark A. Garlick)
Ils ont observé la planète ravagée en utilisant le télescope spatial Kepler de la NASA et ils ont récolté davantage de détail à travers des observations au sol. C’est également la première fois qu’est observé un corps planétaire en orbite autour d’une naine blanche.
Selon Andrew Vanderburg, du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics et principal auteur de la nouvelle étude :
C’est quelque chose qu’aucun humain n’a vu avant. Nous observons la destruction d’un système solaire.
De pouvoir observer la poussière de l’objet en décomposition changer la lumière de la naine blanche représente une étape importante dans la compréhension des étoiles et des planètes qui les orbitent.
Alors qu’une étoile vieillit, elle enfle en une énorme géante rouge, absorbant tout ce qui l’orbite d’un peu trop près. Les chercheurs disent que, dans le cas du système solaire de la Terre, le soleil va suffisamment croitre pour engloutir Mercure, Vénus et éventuellement la Terre dans environ 5 milliards d’années.
Finalement, la vieille étoile finit par être à court de carburant, puis elle se débarrasse de son enveloppe extérieure dans l’espace et son noyau se contracte en une dense naine blanche, la forme finale des étoiles proches en taille de notre soleil, tandis que les étoiles beaucoup plus grandes finissent dans des explosions, en supernovae.
Tous les éléments plus lourds que l’hydrogène ou l’hélium devraient bientôt être aspirés dans le centre de cette naine blanche, mais les astronomes ont remarqué quelque chose d’étrange : nombreuses sont les naines blanches à avoir encore des éléments lourds, comme du magnésium et du fer, dans leurs atmosphères et qui devraient déjà avoir été attirés vers l’intérieur. Ainsi, les astronomes ont supposé que quelque chose devait ajouter en permanence ces éléments à la surface.
Certains astronomes soupçonnaient que des planètes et d’autres corps en orbite autour des naines blanche, seraient perturbés dans leur position par la perte de masse de l’étoile, les amenant à se percuter entre elles et à se briser en morceaux d’astéroïdes. Ceux-ci, s’ils errent trop près, seraient désintégrés par la gravité de la naine blanche, formant un disque de poussière qui finirait par tomber dans l’étoile, reconstituant son approvisionnement en métaux.
Dans certains cas, les astronomes avaient remarqué la signature (chimique) de planète dans ces voiles de poussière. Mais comme personne n’avait jamais vu de morceaux de planètes passer autour d’une naine blanche, c’est resté une supposition.
Dernièrement, le groupe de Vanderburg a détecté ce type de signature dans la baisse et la réapparition de la lumière d’une naine blanche, repérée par le télescope spatial Kepler lors de sa mission K2. Les naines blanches sont… petites, donc ces "transits" surviennent rapidement, alors que les objets tournent autour et sont donc faciles à manquer.
De plus, les corps passant devant la petite étoile peuvent bloquer davantage de lumière et rendre le changement beaucoup plus perceptible. Cette naine blanche est à environ 570 années-lumière de la Terre dans la constellation de la Vierge et l’objet tourne autour de son étoile à une distance d’environ 837 000 kilomètres, plus de deux fois la distance de la Terre à la Lune.
En intégrant des données provenant des télescopes terrestres, les chercheurs été en mesure de reconstituer une vue plus détaillée de l’objet passant devant l’étoile. Les transits étaient très courts, ce qui confirme que l’étoile était très petite, comme une naine blanche. En outre, les transits étaient asymétriques dans leur manière de bloquer la lumière au fil du temps, fournissant un indice clé aux chercheurs pour interpréter le scénario.
Au lieu d’être transité par une planète solide, la naine blanche était accompagnée par une planète avec une queue de poussière, similaire à celles des comètes, traînant derrière elle. Cette queue, composée de gros fragments, rendrait le changement de la luminosité de l’étoile inégale au fil du temps.
A partir de l’étude : schéma construit à partir des observations de la variation de la lumière de l’étoile. Le planétoïde (petit cercle) transite la naine blanche (grand cercle), avec le nuage de débris charriés derrière elle (à gauche). (Vanderburg et coll.)
Pour la première fois, les chercheurs ont ainsi pu observer une vieille théorie de 10 ans, sur la façon dont les systèmes à naines blanches évoluent.
En regardant un corps planétaire se disloquer autour de la naine blanche, les chercheurs seront en mesure de se faire une idée des différents éléments qui le composent alors qu’il se désintègre. Ils pourront également étudier son atmosphère beaucoup plus facilement que si elle était en orbite autour d’une grande étoile, parce que les débris couvrent un plus grand pourcentage de sa lumière et engendrent un signal plus important à analyser.
Ce type de systèmes donnent également aux astronomes des indices sur ce qui se passera quand le soleil deviendra “l’étoile de la mort” de la Terre : grillée et peut-être totalement engloutie par le Soleil.
L’étude publiée dans Nature : A disintegrating minor planet transiting a white dwarf et annoncée sur le site du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics : Cosmic "Death Star" is Destroying a Plane.
