L’autopsie d’une planète engloutie par une étoile affole les scientifiques

Lorsque les étoiles vieillissent et se transforment en géantes rouges, elles gonflent et peuvent engloutir les planètes qui orbitent autour d’elles. Grâce à des observations récentes du télescope spatial James-Webb, des astronomes ont pu assister pour la première fois à la fin tragique d’une planète avalée par son étoile vieillissante. Un phénomène rare, mais qui pourrait bien être le futur de notre propre Système solaire.

Le destin des planètes autour d’étoiles en fin de vie

Lorsqu’une étoile comme le Soleil vieillit, elle connaît une transformation spectaculaire. Ayant épuisé son combustible, elle se dilate en une géante rouge, augmentant de taille au point de pouvoir avaler les planètes proches. C’est un processus bien connu des astrophysiciens, et notre propre Soleil est destiné à suivre cette voie dans environ cinq milliards d’années. Ce jour-là, la Terre ne sera plus qu’un souvenir cosmique, dissoute dans les couches incandescentes du Soleil.

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Jusqu’à récemment, cette théorie reposait principalement sur des modèles et des hypothèses. Si les scientifiques avaient déjà repéré de nombreuses géantes rouges et suspectaient qu’elles engloutissaient parfois des planètes, aucune observation directe de ce phénomène n’avait encore été réalisée. Cette lacune vient d’être comblée.

En 2023, des astronomes ont observé une étoile située à environ 12 000 années-lumière de la Terre, dans la Voie lactée, qui semblait avoir absorbé une planète massive, probablement comparable à Jupiter. Ce qui rend cette découverte encore plus fascinante, c’est qu’elle n’a pas été un simple cas de collision brutale entre une planète et une étoile en expansion. Les nouvelles données du télescope James-Webb révèlent un scénario beaucoup plus complexe et inattendu.

Une lente agonie céleste

Contrairement à ce que l’on pensait, la planète n’a pas été avalée d’un seul coup. Les nouvelles observations indiquent que la planète a vu son orbite se réduire progressivement pendant des millions d’années, jusqu’à ce qu’elle soit finalement engloutie. Selon les chercheurs, l’étoile n’était pas encore devenue une véritable géante rouge, comme ils l’avaient initialement cru. Les mesures dans l’infrarouge moyen ont révélé une luminosité bien inférieure à celle attendue pour une étoile en phase de gonflement. 

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« La planète a commencé à frôler l’atmosphère de l’étoile, ce qui a provoqué une perte d’énergie orbitale », explique Morgan MacLeod, astrophysicien au Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics. En s’approchant, la planète s’est peu à peu désintégrée, libérant des gaz qui se sont répandus autour de l’étoile.

Ces gaz ont formé un disque chaud et dense, détecté par le spectrographe dans le proche infrarouge du télescope Webb. Parmi les composés observés figurait notamment du monoxyde de carbone, preuve tangible de la désintégration planétaire et de l’interaction avec l’étoile.

Un phénomène inattendu

Les capacités inédites du télescope James-Webb ont joué un rôle central dans cette découverte. Sa vision en infrarouge permet de sonder des détails invisibles aux instruments précédents, en particulier dans les environnements denses et chauds autour des étoiles mourantes.

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« Avec une technologie aussi avancée que celle de Webb, nous savions que nous pouvions observer des phénomènes jusqu’alors hors de portée », souligne Colette Salyk, spécialiste des exoplanètes au Vassar College. Mais les chercheurs n’auraient jamais imaginé détecter des caractéristiques rappelant une région de formation de planètes, même si celles-ci ne se forment pas ici. Ces phénomènes sont le résultat direct de l’engloutissement de la planète.

Pour Ryan Lau, astronome au National Optical-Infrared Astronomy Research Laboratory et auteur principal de l’étude parue dans The Astrophysical Journal, cette observation est une mine d’or scientifique : « Comme il s’agit d’un phénomène rare, nous ne savions pas vraiment à quoi nous attendre en scrutant cette étoile avec le télescope. Webb nous a offert une vision inédite sur les derniers moments des systèmes planétaires, y compris le nôtre. » Par ailleurs, des astronomes font une étrange découverte aux confins du Système solaire.