Un fragment d'une planète qui a survécu à la mort de son étoile a été découvert par des astronomes de l'Université de Warwick dans un disque de débris formé à partir de planètes détruites, que l'étoile consomme finalement.

Le planétésimal riche en fer et en nickel a survécu à un cataclysme à l'échelle du système qui a suivi la mort de son étoile hôte, SDSS J122859.93+104032.9. On croyait avoir fait partie d'une planète plus grande, sa survie est d'autant plus étonnante qu'elle orbite plus près de son étoile qu'on ne l'aurait cru possible, en faire le tour une fois toutes les deux heures.

La découverte, rapporté dans le journal Science , C'est la première fois que des scientifiques utilisent la spectroscopie pour découvrir un corps solide en orbite autour d'une naine blanche, en utilisant de subtiles variations dans la lumière émise pour identifier le gaz supplémentaire que le planétésimal génère.

En utilisant le Gran Telescopio Canarias à La Palma, les scientifiques ont étudié un disque de débris en orbite autour d'une naine blanche à 410 années-lumière, formé par la rupture de corps rocheux composés d'éléments tels que le fer, magnésium, silicium, et l'oxygène, les quatre éléments constitutifs clés de la Terre et de la plupart des corps rocheux. Dans ce disque, ils ont découvert un anneau de gaz s'échappant d'un corps solide, comme une queue de comète. Ce gaz peut être généré par le corps lui-même ou par l'évaporation de la poussière lorsqu'il entre en collision avec de petits débris à l'intérieur du disque.

Les astronomes estiment que ce corps doit mesurer au moins un kilomètre, mais pourrait atteindre quelques centaines de kilomètres de diamètre, comparable aux plus gros astéroïdes connus dans notre système solaire.

Les naines blanches sont les restes d'étoiles comme notre soleil qui ont brûlé tout leur carburant et perdu leurs couches externes, laissant derrière lui un noyau dense qui se refroidit lentement avec le temps. Cette étoile particulière s'est tellement rétrécie que l'orbite planétésimale se trouve dans le rayon d'origine de son soleil. Les preuves suggèrent qu'elle faisait autrefois partie d'un corps plus grand plus loin dans son système solaire et qu'il s'agit probablement d'une planète déchirée lorsque l'étoile a commencé son processus de refroidissement.

Auteur principal Dr Christopher Manser, chercheur au Département de physique, a déclaré:"L'étoile aurait à l'origine eu environ deux masses solaires, mais maintenant la naine blanche ne représente que 70% de la masse de notre Soleil. Il est également très petit - à peu près la taille de la Terre - et cela fait de l'étoile, et en général toutes les naines blanches, extrêmement dense.

"La gravité de la naine blanche est si forte - environ 100, 000 fois celle de la Terre - qu'un astéroïde typique sera déchiré par les forces gravitationnelles s'il passe trop près de la naine blanche."

le professeur Boris Gaensicke, co-auteur du Département de physique, ajoute :« Le planétésimal que nous avons découvert se trouve profondément dans le puits gravitationnel de la naine blanche, beaucoup plus près qu'on ne s'attendrait à trouver quoi que ce soit de vivant. Cela n'est possible que parce qu'il doit être très dense et/ou très susceptible d'avoir une force interne qui le maintient ensemble, nous proposons donc qu'il soit composé en grande partie de fer et de nickel.

"Si c'était du fer pur, il pourrait survivre là où il vit maintenant, mais il pourrait également s'agir d'un corps riche en fer mais avec une force interne pour le maintenir ensemble, ce qui est cohérent avec le planétésimal étant un fragment assez massif d'un noyau de planète. Si c'est correct, le corps d'origine avait au moins des centaines de kilomètres de diamètre parce que ce n'est qu'à ce moment-là que les planètes commencent à se différencier - comme l'huile sur l'eau - et que des éléments plus lourds coulent pour former un noyau métallique."

La découverte offre un indice sur les planètes qui peuvent résider dans d'autres systèmes solaires, et un aperçu de l'avenir du nôtre.

Le Dr Christopher Manser a déclaré :« À mesure que les étoiles vieillissent, elles deviennent des géantes rouges, qui « nettoient » une grande partie de la partie interne de leur système planétaire. Dans notre système solaire, le Soleil s'étendra jusqu'à l'endroit où la Terre orbite actuellement, et anéantira la Terre, Mercure, et Vénus. Mars et au-delà survivront et se déplaceront plus loin.

"Le consensus général est que dans 5 à 6 milliards d'années, notre système solaire sera une naine blanche à la place du soleil, en orbite autour de Mars, Jupiter, Saturne, les planètes extérieures, ainsi que des astéroïdes et des comètes. Des interactions gravitationnelles sont susceptibles de se produire dans de tels vestiges de systèmes planétaires, ce qui signifie que les plus grosses planètes peuvent facilement pousser les plus petits corps sur une orbite qui les rapproche de la naine blanche, où ils sont déchiquetés par son énorme gravité.

"Apprendre à connaître les masses d'astéroïdes, ou des fragments planétaires qui peuvent atteindre une naine blanche peuvent nous dire quelque chose sur les planètes dont nous savons qu'elles doivent être plus éloignées dans ce système, mais nous n'avons actuellement aucun moyen de détecter.

"Notre découverte n'est que le deuxième planétésimal solide trouvé sur une orbite étroite autour d'une naine blanche, avec le précédent trouvé parce que les débris passant devant l'étoile ont bloqué une partie de sa lumière - c'est la "méthode de transit" largement utilisée pour découvrir des exoplanètes autour d'étoiles semblables au Soleil. Pour trouver de tels transits, la géométrie sous laquelle nous les regardons doit être très finement ajustée, ce qui signifie que chaque système observé pendant plusieurs heures ne mène la plupart du temps à rien. La méthode spectroscopique que nous avons développée dans cette recherche peut détecter des planétésimaux proches sans avoir besoin d'un alignement spécifique. Nous connaissons déjà plusieurs autres systèmes avec des disques de débris très similaires à SDSS J122859.93+104032.9, que nous étudierons ensuite. Nous sommes convaincus que nous découvrirons d'autres planétésimaux en orbite autour de naines blanches, ce qui nous permettra ensuite d'en savoir plus sur leurs propriétés générales."