L'un des grands avantages de la science est que, lorsque vous commencez à observer un nouvel objet dans l'espace, vous ne pouvez jamais être sûr de ce que vous trouverez.

Nous en avons reçu un fantastique rappel lors d'observations destinées à vérifier si les étoiles proches avaient des compagnons planétaires. Nos observations ont confirmé la découverte de quelques planètes, mais a également donné une surprise inattendue.

Enterré parmi nos candidats se trouvait le cadavre d'une étoile - une naine blanche - une découverte que nous avons annoncée ce mois-ci dans le Journal d'astrophysique .

La recherche des oscillations stellaires

Notre histoire commence par une enquête appelée Anglo-Australian Planet Search (AAPS), qui a passé 17 ans à rechercher des mondes extraterrestres à l'aide du télescope anglo-australien de 3,9 mètres de l'observatoire de Siding Spring en Nouvelle-Galles du Sud.

On dit souvent qu'une planète tourne autour d'une étoile (la Terre tourne autour du Soleil, par exemple), mais la vérité est un peu plus compliquée. Au lieu, les deux orbitent autour de leur centre de masse commun. Par conséquent, une étoile qui héberge une planète vacillera, bascule d'avant en arrière au fil du temps.

Les relevés de vitesse radiale recherchent des planètes en tentant de détecter cette oscillation révélatrice. Au cours de sa durée de vie, l'AAPS a découvert plus de 40 planètes de cette manière.

Mais il est presque certain que d'autres planètes n'ont pas été découvertes dans les données de l'AAPS. Nous avons donc commencé à chercher ces mondes cachés.

Dans plusieurs cas, nous avons trouvé des étoiles qui présentaient des signes distincts d'oscillation, mais pour laquelle moins d'une orbite complète avait été réalisée. Sans observer une orbite complète, nous ne savons pas si les compagnons provoquant l'oscillation sont des planètes, ou d'autres étoiles.

Alors, comment pouvons-nous découvrir ce que nous avons trouvé?

Imagerie directe – une nouvelle astuce

Nous avons identifié 21 étoiles autour desquelles il pourrait y avoir une planète, mais pour être sûr, nous avions besoin de plus de données. Malheureusement, l'AAPS était terminé, nous devions donc faire quelque chose d'innovant.

Pour chacune de nos étoiles, il y avait deux possibilités :soit l'oscillation est causée par une planète, ou par quelque chose de plus grand (comme une naine brune ou un compagnon stellaire invisible).

Les progrès récents des techniques d'imagerie astronomique signifient que nous pouvons désormais utiliser les plus grands télescopes du monde pour regarder les étoiles proches et voir des objets très proches d'elles – plus près que jamais auparavant.

Nous avons utilisé le télescope Gemini-Sud de 8,1 m au Chili pour obtenir des images haute résolution de nos étoiles cibles, pour voir si nous pouvions voir des compagnons précédemment cachés.

Malgré la puissance de la technique, toutes les planètes autour de nos cibles resteraient invisibles. Mais si les oscillations observées étaient causées par des objets plus massifs, nous devrions être capables de voir ces objets et donc d'écarter l'hypothèse planétaire.

Le cas particulier de HD 118473

Pour 20 de nos cibles, les choses se sont déroulées comme nous l'espérions. Dans certains cas, nous avons détecté un compagnon stellaire jusqu'alors inconnu. Chez les autres, nous pourrions exclure des compagnons massifs, nous donnant confiance en la présence de planètes autour de ces étoiles.

Mais pour une étoile, les choses sont devenues bizarres. Sur la base des données d'oscillation, nous savions que le masse la plus faible possible le compagnon pourrait avoir environ 0,44 fois la masse du Soleil. C'est beaucoup trop massif pour être une planète.

Avec autant de masse, on s'attendrait à ce que le compagnon soit une star, plus faible et plus frais que le Soleil, mais facilement visible avec Gemini-Sud.

Mais quand nous avons regardé nos images, aucune étoile compagne n'était visible.

Une tournure macabre

Les données de vitesse radiale sont claires - il y a un compagnon massif en orbite autour de HD118473, faisant osciller cette étoile d'avant en arrière avec une période de 5,67 ans.

Mais ça ne peut pas être une planète (c'est beaucoup trop massif), et ça ne peut pas être une étoile (on pourrait le voir). Alors qu'est-ce que ça peut être ?

La réponse se résume à la façon dont les étoiles vivent et meurent.

Aussi vastes que soient les étoiles, leur approvisionnement en carburant n'est pas illimité. Finalement, le carburant s'épuise et la fin de la vie de l'étoile est imminente. Plus l'étoile est massive, plus cette fin sera spectaculaire.

Une étoile comme le Soleil finira par gonfler pour devenir une géante rouge, puis gonflera ses couches extérieures, créant une nébuleuse planétaire spectaculaire, et laissant derrière lui une braise incandescente - son noyau, nue et exposée à l'espace.

Ce noyau est une naine blanche – de la taille de la Terre, mais avec la masse d'une étoile. Minuscule, par rapport à l'étoile d'où il vient, la naine blanche se refroidit progressivement et sombre dans l'obscurité sur des milliards d'années.

Des étoiles plus massives meurent violemment – ​​en tant que supernovae qui éclipsent des galaxies entières. Mais ils laissent également derrière eux des cadavres pâles et difficiles à repérer. Les étoiles à neutrons – la taille d'une ville, mais avec une masse supérieure au Soleil – et des trous noirs – minuscules et invisibles, sauf quand ils dévorent quelque chose.

Tout cela nous ramène à notre compagnon caché à HD118473 - la masse d'une étoile, mais trop faible pour voir. Qu'est ce que ça pourrait être?

Une ancienne relique inattendue

La réponse la plus probable est de loin que le compagnon caché est une naine blanche. Dans un passé lointain, HD118473 était une étoile binaire dont les deux composants brillaient alors qu'ils tournaient autour de leur centre de masse commun.

Depuis quelques milliards d'années, Rien n'a changé, jusqu'à ce que la plus massive des étoiles atteigne la fin de sa vie. Elle a gonflé pour devenir une géante rouge puis a perdu ses couches externes, laissant derrière lui une naine blanche, trop faible pour que nous puissions le détecter.

Le compagnon de la naine blanche continue à travers l'espace pendant que nous parlons, tourbillonnant encore dans une valse céleste avec ce qui reste de son compagnon. Un faible, relique cachée pour tromper les chasseurs d'exoplanètes, et un rappel de la façon dont la science a toujours une autre surprise qui attend au coin de la rue.

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