Des scientifiques surprennent une véritable étoile de la mort en train de dévorer une planète lors d’une découverte unique en son genre
Les astronomes ont peut-être vu pour la première fois une étoile semblable au soleil dévorer une planète, faisant la lumière sur le sort qui s’abattra sur la Terre dans environ quatre milliards d’années lorsque notre soleil mourant gonflera pour engloutir notre monde, selon une nouvelle étude.
En analysant d’innombrables étoiles à divers stades de leur évolution, les astronomes ont découvert que notre soleil et les étoiles comme ça vers la fin de leur vie, elles commencent à épuiser leur principale source de carburant, l’hydrogène près de leur noyau. Cela conduit leurs noyaux à se contracter et leurs enveloppes extérieures à se dilater et à se refroidir. Pendant Ça « géant rouge« , ces étoiles peuvent gonfler de 100 à 1 000 fois leur diamètre d’origine, avalant des planètes en orbite proche.
« Nous savons que cela doit arriver à toutes les planètes qui orbitent à des distances inférieures à celle du Terremais il a été considéré comme extrêmement difficile de fournir des preuves expérimentales pour cela », a déclaré à Space.com l’auteur principal de l’étude, Kishalay De, astrophysicien au Massachusetts Institute of Technology.
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Pendant des décennies, les scientifiques ont détecté des preuves d’étoiles juste avant et peu de temps après l’acte de consommation des planètes. Cependant, les chercheurs n’avaient jamais pris une star en flagrant délit jusqu’à présent, a expliqué De.
« Honnêtement, l’une des plus grandes surprises pour moi a été que nous l’ayons trouvé en premier lieu », a déclaré De dans un e-mail. « L’engloutissement planétaire a été une prédiction fondamentale dans notre compréhension des étoiles et des planètes, mais leur fréquence est très incertaine. Donc, trouver un événement potentiellement rare pour la première fois est toujours excitant. »
Dans la nouvelle étude, De et ses collègues ont fait leur percée après avoir examiné une rafale de rayonnement baptisée ZTF SLRN-2020, qui a eu lieu en 2020 dans le voie Lactéeà environ 12 000 années-lumière, près de la constellation de l’Aquila. Au cours de l’événement, une étoile s’est illuminée d’un facteur 100 au cours d’une semaine.
« Le travail a commencé en 2020 alors que je ne cherchais pas ce type d’événement, en fait », a déclaré De. « Je cherchais un type d’explosion beaucoup plus courant appelé novae. » Novas sont des explosions stellaires qui peuvent se produire lorsqu’une géante rouge verse du carburant sur un compagnon nain blanc étoile.
La découverte initiale a été faite en analysant les données recueillies par le Zwicky Transient Facility, géré à l’observatoire Palomar du California Institute of Technology. Le Zwicky Transient Facility scanne le ciel à la recherche d’étoiles dont la luminosité change rapidement, ce qui pourrait être des événements tels que des novas.
Pour en savoir plus sur ZTF SLRN-2020, De a analysé le spectre de la lumière de l’explosion lumineuse. « C’est alors que j’ai été surpris de voir que contrairement à une nova, qui est entourée de gaz chaud, cette source était principalement entourée de gaz froid », a-t-il déclaré.
Le gaz froid de telles rafales résulte souvent de la fusion d’étoiles, a expliqué De. Lorsqu’il a poursuivi en examinant les données de la même étoile recueillies par le Observatoire de Keck à Hawaï, il a également découvert des molécules qui ne peuvent exister qu’à des températures très froides.
Le gaz froid peut se condenser pour former de la poussière avec le temps. Environ un an après la découverte initiale, De et ses collègues ont analysé les données de la même étoile, cette fois recueillies à l’aide d’une caméra infrarouge à l’observatoire Palomar. Les données infrarouges peuvent produire des signaux de matériaux plus froids, contrairement aux signaux lumineux visibles qui proviennent souvent de novas et d’autres événements puissants.
Les scientifiques ont découvert que la brève explosion de lumière visible de l’étoile était accompagnée de signaux lumineux dans le proche infrarouge extraordinairement brillants qui se sont lentement estompés au cours de six mois. Cela a confirmé les soupçons de De « que cette source avait en effet formé beaucoup de poussière », a-t-il déclaré.
La dernière pièce du puzzle est venue lorsque les chercheurs ont examiné les données recueillies par le télescope spatial infrarouge de la NASA, NEOWISE. Cela suggérait que la quantité totale d’énergie libérée par l’étoile depuis son explosion initiale était étonnamment petite – environ un millième de l’ampleur de toute fusion stellaire observée dans le passé.
« Cela signifie que tout ce qui a fusionné avec l’étoile doit être 1 000 fois plus petit que toute autre étoile que nous avons vue », a déclaré De dans un communiqué. (s’ouvre dans un nouvel onglet). « Et c’est une heureuse coïncidence que la masse de Jupiter est d’environ un millième de la masse du soleil. C’est alors que nous avons réalisé : c’était une planète qui s’écrasait sur son étoile. »
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Sur la base de la nature de l’explosion, les astronomes ont estimé que l’événement avait libéré de l’hydrogène égal à environ 33 fois la masse de la Terre, ainsi qu’environ 0,33 masse terrestre de poussière. À partir de là, ils suggèrent que l’étoile progénitrice était d’environ 0,8 à 1,5 fois la masse de notre soleil et la planète engloutie était d’environ 1 à 10 fois la masse de Jupiter.
On s’attend à ce que la Terre connaisse un sort similaire lorsque le soleil deviendra une géante rouge dans environ 5 milliards d’années.
« Si j’étais assis sur une planète à 10 000 années-lumière, je verrais essentiellement un flash de lumière similaire provenant du système solaire – un peu modérée par rapport à celle-ci parce que la Terre est beaucoup moins massive qu’une planète comme Jupiter, ce qui, selon nous, a été impliqué dans cet événement – ce qui place l’importance de cette découverte dans une perspective humaine », a déclaré De.
De nombreuses questions soulèvent cette découverte. « La planète a-t-elle survécu au plongeon, ou a-t-elle été anéantie dans la matière stellaire pendant le plongeon ? » De a dit. « La planète est-elle entrée en contact avec la surface stellaire à cause de l’expansion naturelle de l’étoile, ou quelque chose lui a-t-il poussé très légèrement à se rapprocher de l’étoile ? Toutes ces questions deviendront claires à mesure que nous obtiendrons plus de données à ce sujet. objecter et trouver plus d’événements dans le futur. »
Maintenant que les scientifiques savent à quoi ressemble probablement l’engloutissement planétaire, « nous pouvons rechercher des événements similaires à l’avenir, d’autant plus que les relevés infrarouges deviendront de plus en plus courants au cours de la prochaine décennie », a déclaré De. « Nous pouvons également revenir dans ce système et voir à quoi ressemble l’étoile. A-t-elle été polluée par la planète? A-t-elle été mise en rotation à cause de l’éruption énergétique? Plus important encore, les données elles-mêmes fournissent un point de départ fondamental à la théorie pour essayer et comprendre comment les planètes elles-mêmes affectent leurs étoiles hôtes. »
Les scientifiques ont détaillé leurs trouvailles (s’ouvre dans un nouvel onglet) en ligne aujourd’hui (3 mai) dans la revue Nature.
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