Petite planète dense observée en orbite autour de l'étoile naine blanche

Les scientifiques ont découvert une petite planète dense en orbite autour d'une étoile naine blanche. Cette découverte - une première pour les astronomes - met en lumière le crépuscule de systèmes stellaires comme le nôtre.

Un fragment planétaire gravite autour de l'étoile SDSS J122859.93 + 104032.9, laissant une traînée de gaz dans son sillage (Université de Warwick / Mark Garlick)

Lorsque des étoiles de taille similaire à notre Soleil sont à court de combustible pour la fusion nucléaire, elles deviennent des naines blanches - un petit noyau d’étoiles chaudes entouré d’une nébuleuse planétaire formée à partir des couches externes de celle-ci.

Les scientifiques ont longtemps pensé que les nains blancs pourraient probablement héberger des planètes survivantes en orbite. Ces planètes existeraient au milieu d'un linceul de débris entourant le nain blanc qui subsisterait des planètes détruites lorsque l'objet aurait perdu ses couches extérieures.

Jusqu'à présent, les scientifiques ont été incapables de trouver des preuves de telles planètes intactes. Même l’équipe qui a fait cette observation révolutionnaire ne s’attendait pas à un tel résultat.

Comme Christopher Manser, qui dirigeait l'équipe à l'origine de cette récente découverte, a déclaré: "Lorsque nous avions initialement collecté nos observations, nous ne nous attendions pas à découvrir un planétésimal, ce fut donc un excellent résultat!"

Manser, professeur au département de physique de l'université de Warwick, et son équipe ont utilisé la spectroscopie pour étudier le gaz contenu dans un disque de débris entourant la naine blanche SDSS J122859.93 + 104032.9. Cette analyse a révélé une variation périodique des lignes d’émission de gaz qui, selon eux, doit être provoquée par une orbite planétésimale dans le disque. C'est la première fois qu'un planétésimal intact - un petit corps planétaire - est retrouvé en orbite autour d'une naine blanche.

«Nous recherchions initialement des collisions aléatoires entre la poussière dans le disque, ce qui créerait un gaz que nous verrions alors comme de petites torchères dans l’émission du disque.

"Ce que nous avons réellement détecté était un signal périodique stable qui, nous en sommes maintenant confiants, révèle la présence d'un planétésimal dans le disque."

Manser et son équipe ont calculé que la planétésimale - qui orbite près de la naine blanche toutes les deux heures - doit être exceptionnellement dense et ne pas dépasser 600 km de diamètre, afin de ne pas être déchirée par les forces de gravitation de l'étoile.

Manser explique: "Il s'agit d'un résultat significatif, car nous avions supposé auparavant que tout matériel ayant passé si près du nain blanc serait déchiré et formerait un disque (comme celui qui est en orbite autour de la planétésimale)."

La haute densité de l’objet donnait à l’équipage un indice sur ses origines - ils soupçonnaient qu’il s’agissait du noyau restant d’une planète - dont les couches extérieures avaient dû être violemment enlevées par les forces des marées autour de l’étoile.

Manser poursuit: «Cela nous aide en fin de compte à comprendre comment les corps sont projetés en direction du nain blanc, subissent des perturbations partielles ou totales, avant d'être finalement consommés par le nain blanc."

Luca Fossati, responsable du groupe à l’Académie autrichienne des sciences, note que les méthodes de l’étude pourraient aider à identifier d’autres planétésimaux en orbite autour de nains blancs qui ne peuvent pas être détectés avec les techniques traditionnelles de chasse aux planètes.

En ce qui concerne l’avenir de cette recherche, Manser me dit: «Nos plans de recherche futurs impliquent d’obtenir des observations supplémentaires de SDSSJ122859.93 + 104032.9 pour voir s’il existe des propriétés intéressantes de la planétésimale que nous pouvons apprendre.

«Nous prévoyons également d'observer d'autres disques de gaz autour des naines blanches et d'utiliser la méthode que nous avons mise au point pour trouver, si possible, des planétésimaux supplémentaires en orbite rapprochée autour de leurs nains blancs.»

L'étude, financée par le Conseil européen de la recherche (ERC), est publiée dans la dernière édition de la revue Science.

Recherche originale: http://dx.doi.org/10.1126/science.aat5330

Également publié sur Scisco Media