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 la période crépusculaire de systèmes stellaires comme le nôtre.

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

Lorsque des étoiles de taille similaire à notre Soleil manquent 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 de ses couches extérieures de hangar.

Les scientifiques pensent depuis longtemps que les naines blanches pourraient éventuellement héberger des planètes survivantes en orbite autour d'elles. Ces planètes existeraient au milieu d'un linceul de débris entourant la naine blanche qui reste des planètes détruites lorsque l'objet a perdu ses couches externes.

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 le dit Christopher Manser, qui dirigeait l'équipe qui a fait cette récente découverte: «Lorsque nous avons initialement collecté nos observations, nous ne nous attendions pas à découvrir un planétésimal, donc c'était 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 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 causée par une orbite planétésimale dans le disque. C'est la première fois qu'un planétésimal intact - un petit corps planétaire - est trouvé en orbite autour d'une naine blanche.

Il poursuit: «Au départ, nous cherchions des collisions aléatoires entre la poussière dans le disque, ce qui créerait du gaz que nous verrions alors comme de petites éruptions dans l'émission du disque.

"Ce que nous avons réellement détecté était un signal périodique stable dont nous sommes maintenant sûrs qu'il 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 inhabituellement dense et ne pas dépasser 600 kilomètres de diamètre, afin d'éviter d'être déchirée par les forces gravitationnelles de l'étoile.

Manser explique: «Il s'agit d'un résultat significatif, car nous supposions précédemment que tout matériau qui passait aussi près de la naine blanche serait déchiré et formerait un disque (comme celui sur lequel cette planétésimale est en orbite).»

La haute densité de l'objet a donné à l'équipage un indice sur ses origines - ils soupçonnent qu'il s'agit du noyau résiduel d'une planète - dont les couches externes doivent avoir été violemment arrachées par les forces de marée autour de l'étoile.

Manser poursuit: "Cela aide finalement notre compréhension de la façon dont les corps sont jetés vers le nain blanc, subissent une perturbation partielle ou totale, puis finissent par être consommés par le nain blanc."

Luca Fossati, chef de 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 naines blanches qui ne peuvent pas être détectées avec les techniques traditionnelles de chasse aux planètes.

En ce qui concerne l'avenir de cette recherche, Manser me dit: «Nos futurs plans de recherche impliquent d'obtenir des observations supplémentaires de SDSSJ122859.93 + 104032.9 pour voir s'il existe des propriétés intéressantes du planétésimal dont nous pouvons nous renseigner.

«Nous prévoyons également d'observer d'autres disques de gaz autour des naines blanches, et en utilisant la méthode que nous avons développée pour, espérons-le, trouver d'autres planétésimaux en orbite étroite autour de leurs naines blanches.»

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

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

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