Une équipe internationale de scientifiques, dont des chercheurs de l'Université de Chicago, a fait la rare découverte d'un système planétaire avec une étoile hôte similaire au soleil de la Terre. La composition inhabituelle de la star est particulièrement intrigante, ce qui indique qu'il a ingéré certaines de ses planètes.

"Cela ne veut pas dire que le soleil va 'manger' la Terre de si tôt, " dit Jacob Bean, professeur assistant d'astronomie et d'astrophysique à UChicago et co-auteur d'un Astronomie &Astrophysique article sur la recherche. "Mais notre découverte fournit une indication que les histoires violentes peuvent être courantes pour les systèmes planétaires, y compris le nôtre."

Contrairement à l'étoile de la mort qui détruit la planète artificielle dans le film "Star Wars, " Cette version naturelle pourrait fournir des indices sur l'évolution des systèmes planétaires au fil du temps.

Les astronomes ont découvert la première planète en orbite autour d'une étoile autre que le soleil en 1995. Depuis lors, plus de deux mille exoplanètes ont été identifiées. Rares parmi elles sont les planètes qui orbitent autour d'une étoile semblable au soleil de la Terre. En raison de leur extrême similitude avec le soleil, ces soi-disant jumeaux solaires sont des cibles idéales pour étudier les connexions entre les étoiles et leurs planètes.

Bean et ses collègues ont étudié l'étoile HIP68468, qui est à 300 années-lumière, dans le cadre d'un projet pluriannuel visant à découvrir des planètes en orbite autour de jumeaux solaires. Il est difficile de tirer des conclusions d'un seul système, a averti Megan Bedell, un doctorant UChicago qui est co-auteur de la recherche et le principal chercheur de planète pour la collaboration. Elle a déclaré que l'équipe prévoyait "d'étudier plus d'étoiles comme celle-ci pour voir s'il s'agit d'un résultat commun du processus de formation de la planète".

Des simulations informatiques montrent que dans des milliards d'années, les tractions et tractions gravitationnelles accumulées entre les planètes finiront par faire tomber Mercure dans le soleil, dit Debra Fischer, un professeur d'astronomie à l'Université de Yale qui n'était pas impliqué dans la recherche. "Cette étude de HIP68468 est un post-mortem de ce processus qui se déroule autour d'une autre étoile similaire à notre soleil. La découverte approfondit notre compréhension de l'évolution des systèmes planétaires."

Deux planètes découvertes

À l'aide du télescope de 3,6 mètres de l'observatoire de La Silla au Chili, l'équipe de recherche de scientifiques de plusieurs continents a découvert sa première exoplanète en 2015. La découverte la plus récente doit être confirmée, mais comprend deux planètes candidates :une super Neptune et une super Terre. Leurs orbites sont étonnamment proches de leur étoile hôte, avec un 50 pour cent plus massif que Neptune et situé à une distance semblable à celle de Vénus de son étoile. L'autre, la première super Terre autour d'un jumeau solaire, est trois fois la masse de la Terre et si proche de son étoile que son orbite ne prend que trois jours.

"Ces deux planètes ne se sont probablement pas formées là où nous les voyons aujourd'hui, " dit Bedell. Au lieu de cela, ils ont probablement migré vers l'intérieur depuis les parties extérieures du système planétaire. D'autres planètes auraient pu être éjectées du système ou ingérées par leur étoile hôte.

La composition de HIP68468 indique une histoire d'ingestion de planètes. Il contient quatre fois plus de lithium que ce à quoi on pourrait s'attendre pour une étoile vieille de 6 milliards d'années, ainsi qu'un surplus d'éléments réfractaires, des métaux résistants à la chaleur et abondants dans les planètes rocheuses.

Dans l'intérieur chaud d'étoiles comme HIP68468 et le soleil, le lithium est consommé avec le temps. Planètes, d'autre part, préserver le lithium car leurs températures internes ne sont pas assez élevées pour détruire l'élément. Par conséquent, quand une étoile engloutit une planète, le lithium que la planète dépose dans l'atmosphère stellaire se démarque.

Pris ensemble, the lithium and the engulfed rocky planet material in the atmosphere of HIP68468 is equivalent to the mass of six Earths.

"It can be very hard to know the history of a particular star, but once in a while we get lucky and find stars with chemical compositions that likely came from in-falling planets, " Fischer said. "That's the case with HD68468. The chemical remains of one or more planets are smeared in its atmosphere.

"It's as if we saw a cat sitting next to a bird cage, " she added. "If there are yellow feathers sticking out of the cat's mouth, it's a good bet that the cat swallowed a canary."

The team continues to monitor more than 60 solar twins, looking for more exoplanets. Au-delà de ça, the Giant Magellan Telescope under construction in Chile, for which UChicago is a founding partner, will be capable of detecting more Earth-like exoplanets around solar twins.

"In addition to finding Earth-like planets, the Giant Magellan Telescope will enable astronomers to study the atmospheric composition of stars at even greater detail than we can today, " Bean said. "That will further reveal the histories of planetary systems that are subtly imprinted on their host stars."