Petit, les planètes robustes remplies d'éléments denses ont les meilleures chances d'éviter d'être écrasées et englouties lorsque leur étoile hôte meurt, une nouvelle recherche de l'Université de Warwick a trouvé. La nouvelle recherche est publiée dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society .

Les astrophysiciens du Warwick Astronomy and Astrophysics Group ont modélisé les chances que différentes planètes soient détruites par les forces de marée lorsque leurs étoiles hôtes deviennent des naines blanches et ont déterminé les facteurs les plus importants qui décident si elles évitent la destruction.

Leur «guide de survie» pour les exoplanètes pourrait aider les astronomes à localiser les exoplanètes potentielles autour des étoiles naines blanches, car une nouvelle génération de télescopes encore plus puissants est en cours de développement pour les rechercher.

La plupart des étoiles comme notre propre Soleil finiront par manquer de carburant et rétréciront et deviendront des naines blanches. Certains corps en orbite qui ne sont pas détruits dans le maelström causé lorsque l'étoile fait exploser ses couches externes seront alors soumis à des changements dans les forces de marée à mesure que l'étoile s'effondre et devient super-dense. Les forces gravitationnelles exercées sur toutes les planètes en orbite seraient intenses et les entraîneraient potentiellement sur de nouvelles orbites, même pousser certains plus loin dans leurs systèmes solaires.

En modélisant les effets du changement de gravité d'une naine blanche sur des corps rocheux en orbite, les chercheurs ont déterminé les facteurs les plus probables qui feront qu'une planète se déplacera dans le « rayon de destruction » de l'étoile; la distance de l'étoile où un objet maintenu ensemble uniquement par sa propre gravité se désintégrera en raison des forces de marée. Dans le rayon de destruction, un disque de débris de planètes détruites se formera.

Bien que la survie d'une planète dépende de nombreux facteurs, les modèles révèlent que plus la planète est massive, plus il est probable qu'il sera détruit par les interactions des marées.

Mais la destruction n'est pas certaine sur la seule base de la masse et dépend en partie de la viscosité, une mesure de résistance à la déformation :les exo-Terres à faible viscosité sont facilement avalées même si elles résident à des séparations inférieures à cinq fois la distance entre le centre de la naine blanche et son rayon de destruction. La lune de Saturne Encelade – souvent décrite comme une « boule de neige sale » – est un bon exemple de planète homogène à très faible viscosité.

Les exo-Terres à haute viscosité ne sont facilement avalées que si elles se trouvent à des distances inférieures au double de la séparation entre le centre de la naine blanche et son rayon de destruction. Ces planètes seraient entièrement composées d'un noyau dense d'éléments plus lourds, avec une composition similaire à la planète « métal lourd » découverte récemment par une autre équipe d'astronomes de l'Université de Warwick. Cette planète a évité l'engloutissement parce qu'elle est aussi petite qu'un astéroïde.

Dr Dimitri Veras, du Département de physique de l'Université de Warwick, a déclaré:"Ce document est l'une des toutes premières études consacrées à l'étude des effets des marées entre les naines blanches et les planètes. Ce type de modélisation aura une pertinence croissante dans les années à venir, lorsque des corps rocheux supplémentaires sont susceptibles d'être découverts à proximité de naines blanches."

« Notre étude, bien que sophistiqué à plusieurs égards, ne traite que les planètes rocheuses homogènes qui sont cohérentes dans leur structure partout. Une planète multicouche, comme la Terre, serait beaucoup plus compliqué à calculer, mais nous étudions également la faisabilité de le faire. »

Distance de l'étoile, comme la masse de la planète, a une forte corrélation avec la survie ou l'engloutissement. Il y aura toujours une distance de sécurité avec l'étoile et cette distance de sécurité dépend de nombreux paramètres. En général, une planète rocheuse homogène qui réside à un endroit de la naine blanche qui se trouve au-delà d'environ un tiers de la distance entre Mercure et le Soleil est garantie d'éviter d'être avalée par les forces de marée.

Le Dr Veras a déclaré:"Notre étude incite les astronomes à rechercher des planètes rocheuses proches - mais juste à l'extérieur - du rayon de destruction de la naine blanche. Jusqu'à présent, les observations se sont concentrées sur cette région intérieure, mais notre étude démontre que les planètes rocheuses peuvent survivre aux interactions de marée avec la naine blanche d'une manière qui pousse légèrement les planètes vers l'extérieur.

"Les astronomes devraient également rechercher des signatures géométriques dans les disques de débris connus. Ces signatures pourraient être le résultat de perturbations gravitationnelles d'une planète qui réside juste à l'extérieur du rayon de destruction. Dans ces cas, les disques auraient été formés plus tôt par l'écrasement d'astéroïdes qui s'approchent périodiquement et entrent dans le rayon de destruction de la naine blanche."