Des chercheurs trouvent des indices sur les premières planètes de l’Univers dans le cadavre d’une étoile morte il y a longtemps
À près de 100 années-lumière de la Terre, des chercheurs ont découvert la plus ancienne étoile connue pour avoir formé et maintenu des planètes en orbite.
Personne ne devrait être surpris d’apprendre que les étoiles existent depuis des milliards et des milliards d’années. Malgré cela, certaines sont plus anciennes que d’autres. Ainsi, on trouve parmi elles certaines des premières étoiles de notre galaxie à avoir hébergé des planètes. De nouvelles recherches indiquent que le ”cadavre” d’une de ces étoiles, baptisée WDJ2147-4035, se trouve à seulement 90 années-lumière de la Terre.
Image d’entête : représentation artistique des vieilles naines blanches WDJ2147-4035 et WDJ1922+0233 entourées de débris planétaires en orbite, qui vont s’accréter sur les étoiles et polluer leurs atmosphères. WDJ2147-4035 est extrêmement rouge et peu lumineuse, tandis que WDJ1922+0233 est exceptionnellement bleue. (Université de Warwick/ Dr Mark Garlick)
WDJ2147-4035 a commencé sa vie en tant qu’étoile ordinaire il y a environ 10,7 milliards d’années, soit 3 milliards d’années après le Big Bang. Depuis lors, cependant, elle a épuisé tout son hydrogène et s’est éteinte pour devenir une naine blanche froide.
Si tout cela est bien triste pour WDJ2147-4035, les chercheurs s’intéressent moins à l’étoile elle-même qu’à ce qui gravitait autour d’elle. Selon une nouvelle étude, la naine blanche est l’un des deux corps de ce type découverts par la mission de cartographie galactique (du satellite) Gaia de l’Agence spatiale européenne qui sont fortement pollués par des débris planétaires.
Selon Abigail Elms, doctorante à l’Université de Warwick au Royaume-Uni et auteure principale de cette étude (lien plus bas) :
L’étoile rouge WDJ2147-4035 est un mystère, car les débris planétaires accrétés sont très riches en lithium et en potassium et ne ressemblent à rien de connu dans notre propre système solaire. C’est incroyable de penser que cela s’est produit à l’échelle de 10 milliards d’années, et que ces planètes sont mortes bien avant la formation de la Terre.
Bien que ce ne soit pas la première naine blanche trouvée en train d’accréter des débris d’anciennes planètes à proximité, c’est la plus ancienne et, à ce titre, elle pourrait nous renseigner sur la composition chimique des planètes qui se sont formées il y a 11 milliards d’années, parmi les plus anciennes de notre galaxie et de l’univers en général.
La progénitrice de WDJ2147-4035 était une étoile plus massive que notre Soleil, mais pas assez grosse pour exploser en supernova après avoir épuisé son hydrogène. Au lieu de cela, elle a brillé pendant un demi-million d’années jusqu’à il y a environ 10,2 milliards d’années. Elle s’est transformée en géante rouge vers la fin de sa vie, puis elle a évacué ses couches externes pour exposer un noyau inerte et riche en hélium, elle est devenue une naine blanche.
Les perturbations du champ gravitationnel de l’étoile au cours de ces phases ont entraîné la destruction totale ou la perturbation de certaines planètes en orbite, bien que certaines aient réussi à survivre à cette épreuve. Cela a produit de grandes quantités de débris planétaires autour de l’étoile, des matériaux qui sont depuis tombés dans la naine blanche.
L’équipe a utilisé les mesures des émissions de spectres lumineux capturées par Gaia, ainsi que les données de la Dark Energy Camera (DECam) du télescope Victor M. Blanco au Chili, et l’instrument X-Shooter du Very Large Telescope également au Chili, pour analyser la composition chimique de WDJ2147-4035, de couleur rouge, et de WDJ1922+0233, la deuxième naine blanche, qui apparaît bleue.
D’après les résultats, les restes planétaires engloutis par ces naines blanches présentaient une surprenante diversité chimique. Celle qui est teintée de bleu est polluée par des matériaux similaires à ceux de la croûte continentale de la Terre. Celle teintée en rouge est plus déroutante, montrant des quantités élevées de lithium, de potassium, de sodium, et une certaine quantité de carbone.
Pour Elms :
Ces étoiles polluées par des métaux montrent que la Terre n’est pas unique, qu’il existe d’autres systèmes planétaires avec des corps planétaires similaires à la Terre.
Pour l’instant, les données sont encore en cours d’analyse. Mais les interprétations préliminaires montrent que des planètes rocheuses comme la Terre ont pu se former dans un lointain passé de l’Univers, malgré le fait que les éléments lourds étaient moins courants à l’époque. Il est toutefois probable qu’à mesure que ces éléments ont continué à être synthétisés à l’intérieur de chaque génération d’étoiles, les planètes rocheuses sont devenues de plus en plus courantes avec le temps.
L’étude publiée dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society : Spectral analysis of ultra-cool white dwarfs polluted by planetary debris et présentée sur le site de l’Université de Warwick : Oldest planetary debris in our galaxy found from new study.
