Science : des zombies «cosmiques» qui dévorent les planètes?

Jusque-là, l'Etoile de la mort était simplement une station capable de détruire une planète inventée par les réalisateurs de Star Wars, mais les étoiles destructrices de planètes existent réellement. Les astronomes peuvent même les observer "à l'œuvre" en temps réel, comme l'ont prouvé les chercheurs du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

Ce phénomène inédit a été découvert à l'aide du télescope spatial Kepler lancé en 2009 pour étudier les exoplanètes. En quelques années de travail, cette mission a rempli son objectif avec succès, puisque les astronomes possèdent désormais près de 5 000 candidats au statut d'exoplanète, et l'existence d'un millier d'entre elles a déjà été confirmée.

Pour découvrir les planètes potentielles près des étoiles lointaines, Kepler doit longtemps observer ces étoiles en fixant leurs moindres chutes de luminosité, qui indiquent le passage d'un élément solide. Cependant, en 2013, le processus de découverte des planètes a été interrompu à cause du dysfonctionnement d'un volant du télescope, qui l'empêchait de cadrer les étoiles avec précision. Les chercheurs ont alors proposé de poursuivre la mission en utilisant le vent solaire pour orienter l'appareil et ils ont baptisé la deuxième vie offerte au télescope "mission K2".

Au cours de cette mission, le télescope a fait une découverte étonnante publiée dans le magazine Nature. L'un des objets pointés par le télescope après sa "renaissance" a été la naine blanche WD 11451017 dans la constellation de la Vierge, à 570 années-lumière du Soleil.

 Les naines blanches sont des objets compacts à très grande densité qui se transforment en étoile, comparables à notre Soleil. En fin d'évolution, ces étoiles gonflent et se transforment en géantes rouges, puis se débarrassent de leurs couches extérieures en mettant en évidence un noyau dense de masse stellaire d'une taille plusieurs centaines de fois inférieure au Soleil.

En obtenant la courbe de luminosité de la naine, les chercheurs ont noté un ternissement périodique toutes les 4,5 heures.

Conclusion: un grand corps tourne autour de la naine et bloque la lumière enregistrée par les astronomes. Une analyse plus détaillée a révélé la présence de cinq autres objets plus petits éclipsant les naines toutes les 4,5 et 5 heures. Le principal corps obscurcissant est relativement grand — au moment de l'éclipse la luminosité de la naine blanche diminue de 40%.

Les chercheurs pensent qu'ils ne voient pas d'autre que celle d'une étoile qui se détruit progressivement sous l'effet de la gravité d'une naine blanche, comme l'indiquent les débris qui apparaissent sur le rayon de vision. En connaissant la masse de la naine blanche et la datation de la planète, les chercheurs ont calculé que cette dernière tournait à une distance d'environ 800 000 km de son étoile (près de deux fois la distance entre la Terre et la Lune).

Jusqu'ici, les astronomes supposaient que des planètes pouvaient rester autour des naines blanches et survivre à leur gonflement, mais cette fois ils ont découvert une telle planète faisant écran à une naine.

"C'est du jamais vu. Nous observons comment le Système solaire se détruirait", estime l'auteur de l'étude Andrew Vandenburg. 

Grâce à la forme et à la profondeur des variations de luminosité de l'étoile, les chercheurs ont établi qu'autour de la naine tournait un élément d'une masse totale comparable à Cérès, une naine de la ceinture principale des astéroïdes. De plus, la planète, comme une comète, laisse une traînée de cet élément, ce qui témoigne de sa destruction continue sous les yeux des astronomes.

En général, les naines blanches se composent de carbone et d'oxygène avec une fine enveloppe d'hydrogène ou d'hélium. Mais parfois, le spectre de la naine indique la présence en surface d'éléments plus lourds qui ne peuvent pas y rester après l'évolution de l'étoile et, descendant rapidement dans les profondeurs de la naine, sont invisibles à l'observateur.

Les chercheurs ont donc supposé que ces naines étaient polluées par des éléments de planètes et d'astéroïdes qui tombaient sur sa surface.

En général, à côté des naines blanches "polluées", on retrouve effectivement des nuages de débris. L'exemple de la WD 11451017 a montré pour la première fois que cette supposition était exacte: nous sommes bien en présence d'une planète, de débris et d'une naine polluée à la surface de laquelle ont été découverts du magnésium, du silicium, du fer et d'autres éléments.

 "Nous avons obtenu un indice clair faisant le lien entre les naines blanches polluées et la destruction des planètes solides", estime Vanderburg.

Les restes d'une planète désintégrée par les forces affluentes de la naine blanche ne tourneront pas éternellement. Selon les calculs des astronomes, en un million d'année la planète sera entièrement déchiquetée et sa matière tombera, sous la forme de poussière, à la surface de la naine pour se dissoudre dans ses profondeurs.