Le télescope spatial James Webb repère une collision d’astéroïdes dans le système stellaire voisin
Le télescope spatial James Webb (JWST) a observé des preuves indiquant que des astéroïdes entrent en collision dans un système stellaire voisin. La poussière soulevée par la collision a une masse égale à environ 100 000 fois celle de l’astéroïde qui a tué les dinosaures.
Les astéroïdes ont été vus s’écraser dans Beta Pictoris, un système stellaire situé à environ 63,4 années-lumière du système solaire. Ce système stellaire est connu pour sa relative jeunesse ; il a à peine 20 à 25 millions d’années, ce qui en fait un enfant céleste par rapport à notre système solaire vieux de 4,6 milliards d’années. Le fait que Beta Pictoris soit encore en train de se former au début de la planète signifie que l’observation par le JWST d’astéroïdes en collision au sein de ce système stellaire pourrait mettre en lumière les processus volatils qui ont façonné des quartiers comme le système solaire à leurs balbutiements.
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« Beta Pictoris est à un âge où la formation de planètes dans la zone des planètes terrestres est toujours en cours à travers des collisions d’astéroïdes géants. Ce que nous pourrions donc voir ici, c’est essentiellement la façon dont les planètes rocheuses et d’autres corps se forment en temps réel », a déclaré Christine Chen, chef d’équipe. » a déclaré un astronome de l’Université Johns Hopkins dans un communiqué.
Comment le JWST a vu les changements autour de Beta Pictoris
Bien qu’ils soient relativement proches, la distance entre le système solaire et Beta Pictoris est suffisamment grande pour rendre incroyablement difficile la détection directe des astéroïdes entrant en collision dans ce dernier. Au-delà de la distance, en fait, il faudrait assister à une collision au milieu du tore poussiéreux de gaz et de poussière autour de la jeune étoile de Beta Pictoris, appelée « disque protoplanétaire ».
Pour effectuer cette détection, Chen et ses collègues ont comparé les nouvelles données du JWST avec les observations recueillies par le télescope spatial Spitzer entre 2004 et 2005. Cela a révélé des changements significatifs dans les signatures énergétiques des grains de poussière autour de Beta Pictoris, avec un accent particulier sur la chaleur émise par minéraux que l’on trouve couramment autour des jeunes étoiles ainsi que sur Terre. On les appelle « silicates cristallins ».
Les mesures détaillées prises par le JWST ont permis à l’équipe de rechercher des particules de poussière dans la région de Beta Pictoris précédemment sondée par Spitzer. Ils n’ont trouvé aucune trace des particules observées par Spitzer il y a vingt ans. Cela impliquait qu’une collision cataclysmique entre des astéroïdes ou d’autres objets autour de Beta Pictoris avait eu lieu il y a une vingtaine d’années. Un tel fracas aurait pulvérisé ces corps, les transformant en une pluie de particules aussi fines que du sucre en poudre.
« Nous pensons que toute cette poussière est ce que nous avons vu initialement dans les données Spitzer de 2004 et 2005 », a déclaré Chen. « Avec les nouvelles données du JWST, la meilleure explication que nous ayons est qu’en fait, nous avons été témoins des conséquences d’un événement cataclysmique peu fréquent entre de grands corps de la taille d’un astéroïde, marquant un changement complet dans notre compréhension de ce système stellaire. »
La poussière de collision d’astéroïdes est absente des images JWST car le rayonnement de l’étoile Beta Pictoris a depuis dispersé ces particules. Les émissions observées par Spitzer il y a 20 ans représentaient le début de ce processus, lorsque la poussière était chauffée par le rayonnement stellaire et émettait de l’énergie thermique. L’éloignement de l’étoile centrale a également provoqué le refroidissement de la poussière, ce qui signifie que son émission thermique n’a plus lieu.
Les observations de Spitzer dans la région étaient auparavant supposées être le résultat de petits corps autour de Beta Pictoris broyant et reconstituant progressivement la poussière au fil du temps. Cependant, les données du JWST indiquent que cette poussière ne se reconstitue pas lorsqu’elle est chassée par l’étoile centrale.
La relative proximité de Beta Pictoris, connue pour héberger deux jeunes exoplanètes, et sa jeunesse ont fait de ce système planétaire une cible de choix pour les astronomes tentant de comprendre les processus qui régissent la formation des planètes.
« La question que nous essayons de contextualiser est de savoir si tout ce processus de formation de planètes terrestres et géantes est commun ou rare, et la question encore plus fondamentale : les systèmes planétaires comme le système solaire sont-ils si rares ? » Kadin Worthen, membre de l’équipe et doctorant en astrophysique à Johns Hopkins, a déclaré dans le communiqué. « Nous essayons essentiellement de comprendre à quel point nous sommes bizarres ou moyens. »
Cette nouvelle recherche met en évidence la capacité du JWST à étudier les subtilités des systèmes planétaires et des planètes extrasolaires, ou « exoplanètes ». Le télescope spatial de 10 milliards de dollars pourrait aider à expliquer pourquoi les systèmes planétaires se forment parfois comme le système solaire et, d’autres fois, adoptent des morphologies variables.
Le JWST pourrait également aider les astronomes à découvrir l’impact des premières turbulences autour des étoiles sur l’atmosphère, la teneur en eau et d’autres aspects clés de l’habitabilité de leurs planètes.
« La plupart des découvertes du JWST proviennent de choses que le télescope a détectées directement », a déclaré Cicero Lu, membre de l’équipe et ancien doctorant en astrophysique de Johns Hopkins, dans le communiqué. « Dans ce cas, l’histoire est un peu différente car nos résultats proviennent de ce que JWST n’a pas vu. »
L’équipe a présenté ses ressentiments lundi 10 juin lors de la 244e réunion de l’American Astronomical Society à Madison, Wisconsin.