(NASA/JPL-Caltech) En 2015, les astronomes ont trouvé quelque chose de bizarre. C'était une étoile naine blanche, à 570 années-lumière de la Terre, avec un motif de gradation particulier. Il s'est atténué plusieurs fois à des profondeurs variables, chaque profondeur se répétant sur une période de 4,5 à 5 heures; et son atmosphère était polluée par des éléments que l'on trouve habituellement dans les exoplanètes rocheuses.
Il n'a pas fallu longtemps avant qu'ils s'en rendent compte. La gravité de l'étoile morte était en train dedéchiquetant et dévorant les corps en orbite autour de lui, un processus violent connu plutôt poliment sous le nom de rupture de marée.
L'étoile s'appelle WD 1145 + 017, et elle est maintenant utilisée comme preuve de concept pour un nouveau domaine d'étude planétaire, la reconstruction médico-légale des corps planétaires pour comprendre à quoi ils ressemblaient et comment ils sont morts.
Les astronomes des États-Unis et du Royaume-Uni appellent ce domaine la nécroplanétologie.
Leur analyse de WD 1145+017 a été acceptée dans Le Journal Astrophysique , et est disponible sur arXiv. Et cela pourrait, selon les chercheurs, être appliqué à de futures découvertes similaires au système des naines blanches pour reconstituer la façon dont les planètes meurent en orbite autour de différents types d'étoiles mortes.
Bien que les naines blanches éjectent beaucoup de matière lorsqu'elles meurent dans une série d'explosions thermonucléaires violentes, les planètes peuvent en quelque sorte survivre au processus. Non seulement avons-nous trouvé des planètes en orbite autour d'étoiles naines blanches , nous avons trouvé des éléments dans les atmosphères des étoiles naines blanches qui sontse trouve généralement à l'intérieur des exoplanètes rocheuses.
La gravité de surface des naines blanches est si intense que ces éléments plus lourds couleraient assez rapidement, indiquant que l'étoile doit avoir accrété le matériau tout récemment, d'un corps qui a survécu à l'agonie de la star.
Pour essayer de déterminer comment WD 1145 + 017 en est arrivé là, des astronomes de l'Université du Colorado à Boulder, de l'Université Wesleyan et de l'Université de Warwick au Royaume-Uni ont mené une série de simulations pour imposer des contraintes au corps perturbé par les marées.
Ils ont modifié les composants structurels d'un corps en orbite, tels que la taille du noyau et du manteau; la composition du manteau, rocheux ou glacé ; et la présence d'une croûte. Cela a abouti à 36 corps simulés différents.
Ensuite, ils ont placé chacun de ces 36 corps en orbite autour d'une étoile comme WD 1145+017, environ 60 % de la masse du Soleil et 2 % de sa taille (les naines blanches sont assez denses).
Cette orbite était de 4,5 heures, selon le matériau en orbite WD 1145 + 017, et chaque simulation a duré 100 orbites. Et enfin, les courbes de lumière résultantes pour la perturbation des marées de chaque corps ont ensuite été comparées à la courbe de lumière réelle de WD 1145 + 017.
Ces simulations ont montré que les corps les plus susceptibles de produire ce que nous observons dans WD 1145+017 ont un petit noyau et un manteau de faible densité, 'ressemblant à un astéroïde avec une structure partiellement différenciée et un manteau riche en volatils comme Vesta ,' les chercheurs ont écrit dans leur article .
Les corps ont une masse relativement faible et une densité apparente suffisamment élevée pour maintenir la structure pendant un certain temps, mais suffisamment faible pour que leurs manteaux soient perturbés. Ces attributs sont cohérents avec le manque de petites particules trouvées dans d'autres observations de l'étoile, car celles-ci se sublimeraient rapidement.
Et, en fait, ils offrent également des indices sur d'autres étoiles mystérieuses - comme la célèbre KIC 8462852, l'étoile de Tabby AKA, dont la gradation incohérente est une source de beaucoup de perplexité parmi les astronomes.
KIC 8462852, depuis que son comportement étrange a été découvert pour la première fois, s'est avéré ne pas être la seule étoile présentant une gradation aussi étrange. Une enquête l'année dernièretourné encore 21des étoiles étrangement atténuées qui pourraient avoir une dynamique similaire.
Et d'autres naines blanches aspirant des corps en orbite ont également été découvertes. ZTF J0139+5245 etWD J0914+1914ont toutes deux été découvertes l'année dernière, perturbant les marées des planètes.
Ces étoiles pourraient également être simulées à l'aide des nouvelles méthodes de l'équipe.
'Ce sont les premiers membres d'une classe plus large de systèmes planétaires mourants qui doivent être étudiés en associant des observations spectroscopiques et photométriques à des simulations de perturbations, soit de marée comme dans WD 1145 + 017, soit de rotation comme Vera et al. (2020) propose pour le corps transitant par ZTF J0139+5245,' les chercheurs ont écrit dans leur article .
'Cette approche à plusieurs volets utiliserait la mort de ces systèmes planétaires en action pour étudier les propriétés fondamentales des corps exoplanétaires autrement inaccessibles : une étude en nécroplanétologie.'
La recherche a été acceptée dans Le Journal Astrophysique , et est disponible sur arXiv .