Comment le système solaire va-t-il mourir ? C'est une question extrêmement importante que les chercheurs ont examinée en profondeur, en utilisant nos connaissances en physique pour créer des modèles théoriques complexes. Nous savons que le soleil finira par devenir une « naine blanche », un vestige stellaire brûlé dont la faible lumière s'estompe progressivement dans l'obscurité. Cette transformation impliquera un processus violent qui détruira un nombre inconnu de ses planètes.

Alors quelles planètes survivront à la mort du soleil ? Une façon de chercher la réponse est de regarder le destin d'autres systèmes planétaires similaires. Cela s'est avéré difficile, toutefois. Le faible rayonnement des naines blanches rend difficile la détection des exoplanètes (planètes autour d'étoiles autres que notre soleil) qui ont survécu à cette transformation stellaire - elles sont littéralement dans le noir.

En réalité, des plus de 4, 500 exoplanètes actuellement connues, une poignée seulement a été trouvée autour de naines blanches - et l'emplacement de ces planètes suggère qu'elles y sont arrivées après la mort de l'étoile.

Ce manque de données brosse un tableau incomplet de notre propre destin planétaire. Heureusement, nous sommes maintenant en train de combler les lacunes. Dans notre nouveau papier, Publié dans La nature , nous rapportons la découverte de la première exoplanète connue à survivre à la mort de son étoile sans que son orbite ne soit modifiée par d'autres planètes se déplaçant autour d'une distance comparable à celle entre le soleil et les planètes du système solaire.

Une planète semblable à Jupiter

Cette nouvelle exoplanète, que nous avons découvert avec l'observatoire Keck à Hawaï, est particulièrement similaire à Jupiter en termes de séparation de masse et d'orbite, et nous fournit un instantané crucial des survivants planétaires autour des étoiles mourantes. La transformation d'une étoile en naine blanche implique une phase violente au cours de laquelle elle devient une "géante rouge" gonflée, " également connu sous le nom d'étoile à branche géante, des centaines de fois plus gros qu'avant. Nous pensons que cette exoplanète a tout juste survécu :si elle était initialement plus proche de son étoile mère, il aurait été englouti par l'expansion de l'étoile.

Quand le soleil finit par devenir une géante rouge, son rayon atteindra en fait l'orbite actuelle de la Terre. Cela signifie que le soleil engloutira (probablement) Mercure et Vénus, et peut-être la Terre, mais nous n'en sommes pas sûrs.

Jupiter et ses lunes devraient survivre, même si nous ne le savions pas avec certitude auparavant. Mais avec notre découverte de cette nouvelle exoplanète, nous pouvons maintenant être plus certains que Jupiter y parviendra vraiment. De plus, la marge d'erreur dans la position de cette exoplanète pourrait signifier qu'elle est presque deux fois moins proche de la naine blanche que Jupiter l'est actuellement du soleil. Si c'est le cas, c'est une preuve supplémentaire pour supposer que Jupiter, et Mars, le fera.

Alors, une vie pourrait-elle survivre à cette transformation ? Une naine blanche pourrait alimenter la vie sur des lunes ou des planètes qui finissent par être très proches d'elle (environ un dixième de la distance entre le soleil et Mercure) pendant les premiers milliards d'années. Après ça, il n'y aurait pas assez de radiations pour soutenir quoi que ce soit.

Astéroïdes et naines blanches

Bien que les planètes en orbite autour des naines blanches aient été difficiles à trouver, ce qui a été beaucoup plus facile à détecter, ce sont les astéroïdes qui se brisent près de la surface de la naine blanche. Pour que les exoastéroïdes s'approchent si près d'une naine blanche, ils ont besoin que les exoplanètes survivantes leur donnent suffisamment d'élan. D'où, On a longtemps supposé que les exoastéroïdes étaient la preuve que les exoplanètes étaient là aussi.

Notre découverte en apporte enfin la confirmation. Bien que dans le système discuté dans le document, la technologie actuelle ne nous permet pas de voir des exoastéroïdes, au moins maintenant, nous pouvons reconstituer différentes parties du puzzle du destin planétaire en fusionnant les preuves de différents systèmes de naines blanches.

Le lien entre les exoastéroïdes et les exoplanètes s'applique également à notre propre système solaire. Des objets individuels dans la ceinture principale d'astéroïdes et la ceinture de Kuiper (un disque dans le système solaire externe) sont susceptibles de survivre à la disparition du soleil, mais certains seront déplacés par gravité par l'une des planètes survivantes vers la surface de la naine blanche.

Perspectives de découvertes futures

La nouvelle exoplanète naine blanche a été découverte avec ce que l'on appelle la méthode de détection par microlentille. Cela regarde comment la lumière se courbe en raison d'un fort champ gravitationnel, ce qui se produit lorsqu'une étoile s'aligne momentanément avec une étoile plus éloignée, vu de la Terre.

La gravité de l'étoile au premier plan amplifie la lumière de l'étoile derrière elle. Toutes les planètes en orbite autour de l'étoile au premier plan se plieront et déformeront cette lumière magnifiée, c'est ainsi que nous pouvons les détecter. La naine blanche que nous avons étudiée est au quart du chemin vers le centre de la galaxie de la Voie lactée, ou environ 6, 500 années-lumière de notre système solaire, et l'étoile la plus éloignée est au centre de la galaxie.

Une caractéristique clé de la technique de microlentille est qu'elle est sensible aux planètes qui orbitent autour des étoiles à la distance Jupiter-Soleil. Les autres planètes connues qui orbitent autour des naines blanches ont été trouvées avec différentes techniques qui sont sensibles aux différentes séparations étoile-planète. Deux exemples concernent des planètes qui ont survécu à la transformation d'une étoile en naine blanche et se sont retrouvées plus près d'elle qu'auparavant. L'un a été trouvé par photométrie de transit - une méthode pour détecter les planètes lorsqu'elles passent devant une naine blanche, qui crée un creux dans la lumière reçue par la Terre - et l'autre a été découvert grâce à la détection de l'atmosphère en évaporation de la planète.

Une autre technique de détection :l'astrométrie, qui mesure avec précision le mouvement des naines blanches dans le ciel - devrait également donner des résultats. Dans quelques années, l'astrométrie de la mission Gaia devrait trouver une douzaine de planètes en orbite autour de naines blanches. Peut-être que ceux-ci pourraient offrir de meilleures preuves de la mort exacte du système solaire.

Cette variété de techniques de découverte est de bon augure pour les futures détections potentielles, ce qui peut offrir un meilleur aperçu du sort de notre propre planète. Mais pour l'instant, l'exoplanète de type Jupiter récemment découverte offre l'aperçu le plus clair de notre avenir.

Cet article est republié à partir de The Conversation sous une licence Creative Commons. Lire l'article original.