Un aperçu dramatique des conséquences d'une collision entre deux exoplanètes donne aux scientifiques un aperçu de ce qui peut arriver lorsque des planètes s'écrasent l'une contre l'autre. Un événement similaire dans notre propre système solaire peut avoir formé la lune.

Connu sous le nom de BD +20 307, ce système d'étoiles doubles est à plus de 300 années-lumière de la Terre avec des étoiles d'au moins un milliard d'années. Pourtant, ce système mature a montré des signes de débris poussiéreux tourbillonnants qui ne sont pas froids, comme on pouvait s'y attendre autour des étoiles de cet âge. Plutôt, les débris sont chauds, renforçant qu'il a été fait relativement récemment par l'impact de deux corps de la taille d'une planète.

Il y a une décennie, les observations de ce système par les observatoires au sol et le télescope spatial Spitzer de la NASA ont donné les premiers indices de cette collision lorsque les débris chauds ont été trouvés pour la première fois. Maintenant l'Observatoire stratosphérique pour l'astronomie infrarouge, SOFIA, a révélé que la luminosité infrarouge des débris avait augmenté de plus de 10 %, signe qu'il y a maintenant encore plus de poussière chaude.

Publié dans le Journal d'astrophysique , les résultats confirment en outre qu'une collision extrême entre des exoplanètes rocheuses peut s'être produite relativement récemment. Des collisions comme celles-ci peuvent changer les systèmes planétaires. On pense qu'une collision entre un corps de la taille de Mars et la Terre il y a 4,5 milliards d'années a créé des débris qui ont finalement formé la Lune.

"La poussière chaude autour de BD +20 307 nous donne un aperçu de ce à quoi pourraient ressembler les impacts catastrophiques entre les exoplanètes rocheuses, " a déclaré Maggie Thompson, un étudiant diplômé de l'Université de Californie, Santa Cruz, et l'auteur principal de l'article. "Nous voulons savoir comment ce système évolue par la suite après l'impact extrême."

Les planètes se forment lorsque des particules de poussière autour d'une jeune étoile se collent et grossissent avec le temps. Les débris restants restent après la formation d'un système planétaire, souvent à distance, régions froides comme la ceinture de Kuiper, situé au-delà de Neptune dans notre propre système solaire. Les astronomes s'attendent à trouver de la poussière chaude autour des jeunes systèmes solaires. Au fur et à mesure de leur évolution, les particules de poussière continuent à entrer en collision et finissent par devenir suffisamment petites pour être soit soufflées hors d'un système, soit attirées dans l'étoile. Poussière chaude autour des étoiles plus anciennes, comme notre soleil et les deux en BD +20 307, aurait dû disparaître depuis longtemps. L'étude des débris poussiéreux autour des étoiles aide non seulement les astronomes à apprendre comment les systèmes d'exoplanètes évoluent, mais construit également une image plus complète de l'histoire de notre propre système solaire.

"C'est une occasion rare d'étudier les collisions catastrophiques se produisant tard dans l'histoire d'un système planétaire, " a déclaré Alycia Weinberger, scientifique du département du magnétisme terrestre de la Carnegie Institution for Science à Washington, et chercheur principal sur le projet. "Les observations de SOFIA montrent des changements dans le disque poussiéreux sur une échelle de temps de quelques années seulement."

Observations infrarouges, comme celles de la caméra infrarouge de SOFIA appelée FORCAST, la caméra infrarouge à faible objet pour le télescope SOFIA, sont essentiels pour découvrir des indices cachés dans la poussière cosmique. Lorsqu'il est observé avec la lumière infrarouge, ce système est beaucoup plus brillant que prévu des seules étoiles. L'énergie supplémentaire vient de la lueur des débris poussiéreux, qui ne peut pas être vu à d'autres longueurs d'onde.

Bien qu'il existe plusieurs mécanismes qui pourraient faire briller la poussière plus intensément - elle pourrait absorber plus de chaleur des étoiles ou se rapprocher des étoiles - il est peu probable que cela se produise en seulement 10 ans, qui est rapide comme l'éclair pour les changements cosmiques. Une collision planétaire, cependant, injecterait facilement une grande quantité de poussière très rapidement. Cela fournit plus de preuves que deux exoplanètes se sont écrasées l'une contre l'autre. L'équipe analyse les données des observations de suivi pour voir s'il y a d'autres changements dans le système.