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Il y a environ trois milliards d’années, une étoile semblable au Soleil a terminé sa vie en expulsant ses couches externes, après une phase de géante rouge. Elle a laissé derrière elle un noyau inerte, aujourd’hui observé sous la forme d’une naine blanche nommée LSPM J0207+3331, située à 145 années-lumière de la Terre. Mais qu’est-il arrivé à ses planètes ?
Une planète déchirée par les forces de marée de la naine blanche
Les observations réalisées grâce à plusieurs télescopes, comme le télescope Magellan Baade au Chili et le télescope Keck I à Hawaï, ont révélé que des fragments de planètes et d’astéroïdes avaient survécu à l’effondrement de l’étoile pendant trois milliards d’années. Cependant, l’un de ces fragments est actuellement en train de subir son destin. Les résultats de cette étude ont été publiés dans The Astrophysical Journal.
L’analyse spectroscopique de LSPM J0207+3331 a montré que la gravité de l’étoile naine blanche a disloqué un objet planétaire, dispersant ses débris à la surface de l’étoile. Ces observations ont permis d’identifier 13 éléments chimiques issus de ce corps céleste, parmi lesquels l’aluminium, le carbone, le fer, le silicium et le titane, dans des proportions comparables à celles de la Terre. Ce fragment, estimé à environ 193 kilomètres de diamètre, est aujourd’hui détruit morceau par morceau.
Normalement, les éléments lourds qui tombent sur une naine blanche s’enfoncent dans son enveloppe d’hydrogène et deviennent invisibles. Le fait que ces éléments soient encore détectables indique que cet événement de destruction est récent, probablement au cours des 35 000 dernières années, et pourrait même être en cours à l’heure actuelle.
Une découverte qui bouscule les connaissances actuelles
Ce phénomène intrigue particulièrement les scientifiques, car après trois milliards d’années, les processus de destruction de tels fragments devraient normalement avoir cessé. Patrick Dufour, chercheur à l’université de Montréal, souligne que la quantité de matière rocheuse détectée est exceptionnellement élevée pour une naine blanche aussi ancienne.
Autour de LSPM J0207+3331, un disque de débris riche en silicates a été identifié grâce à un excès de rayonnement infrarouge détecté par le télescope spatial WISE de la NASA. Il est probable que l’objet récemment détruit provienne de ce disque de débris. Des analyses futures, notamment avec le télescope spatial James-Webb (JWST), pourraient permettre de mieux comprendre la composition et la masse de ce disque, apportant ainsi des indices supplémentaires.
Cependant, une question reste en suspens : pourquoi cet objet a-t-il été détruit maintenant, et pas à un autre moment au cours des trois derniers milliards d’années ?
Une dynamique encore mal comprise
Selon Érika Le Bourdais, autrice principale de l’étude, cette découverte remet en question les modèles actuels d’évolution des systèmes planétaires. Elle suggère que même après la mort d’une étoile, des restes planétaires peuvent continuer à évoluer de manière dynamique pendant des milliards d’années.
Lorsque des étoiles similaires au Soleil approchent de la fin de leur vie, elles détruisent leurs planètes les plus proches durant leur phase de géante rouge. Cependant, des corps plus éloignés, comme des astéroïdes, des comètes ou des planètes géantes gazeuses, peuvent survivre. Les changements gravitationnels causés par la perte de masse de l’étoile peuvent perturber les orbites de ces corps, entraînant des collisions et des fragmentations qui alimentent les disques de débris autour des naines blanches.
Dans le cas de LSPM J0207+3331, il est possible qu’un événement récent ait perturbé le système, provoquant la chute d’un corps solide vers la naine blanche. John Debes, du Space Telescope Science Institute, précise que ce réservoir de matière, toujours actif après des milliards d’années, est surprenant. Les interactions entre les planètes géantes gazeuses survivantes pourraient être responsables de cette déstabilisation.
Bien que les planètes géantes gazeuses à l’origine de ces perturbations soient probablement trop éloignées et trop froides pour être détectées directement, la mission Gaia de l’Agence spatiale européenne pourrait apporter une solution. Cette mission pourrait repérer des oscillations gravitationnelles dans le mouvement de la naine blanche, causées par la présence de planètes massives. Les premières données sur ces exoplanètes devraient être disponibles en 2026, ce qui pourrait résoudre ce mystère. Par ailleurs, des astronomes découvrent une planète proche de la Terre qui pourrait bel et bien abriter de la vie.