Les planètes sont censées se former à côté de leurs étoiles, mais de nouvelles recherches suggèrent que des planètes pourraient également naître plus tard, à partir des débris d’une étoile mourante, et qu’un de ces mondes extraterrestres uniques pourrait se trouver très près de HS 0209+0832, une jeune et chaude naine blanche située à 270 années-lumière de nous dans la constellation de Cetus.
Les naines blanches, vestiges denses d’étoiles semblables au Soleil, présentent souvent des métaux dans leur atmosphère.
Ces métaux proviennent normalement d’astéroïdes brisés et d’autres corps rocheux, et leur composition a tendance à ressembler aux matériaux du système solaire.
HS 0209+0832, une jeune naine blanche chaude âgée d’environ 5 millions d’années, est une étrange exception.
« Le spectre ultraviolet lointain de HS 0209+0832 obtenu en 1999 avec le spectrographe imageur du télescope spatial (STIS) à bord du télescope spatial Hubble de la NASA/ESA a révélé la présence de carbone, d’aluminium, de silicium, de calcium, de titane, de nickel et de zinc dans l’atmosphère, ainsi que 100 raies qui n’ont pas pu être identifiées », ont déclaré l’astronome Jamie Williams et ses collègues de l’Université de Warwick.
« Alors que la présence d’hélium et de métaux indique une accrétion continue, la nature de cette source externe reste inexpliquée. »
Dans cette étude, les astronomes ont réanalysé les données d’archives de l’instrument STIS à bord de Hubble, des instruments FUSE et UVES montés sur le Very Large Telescope de l’ESO, ainsi que les données photométriques à large bande de Pan-STARRS et du satellite Gaia de l’ESA.
Le niobium était plus abondant de trois ordres de grandeur que dans le Soleil, et ils n’ont trouvé aucun niobium dans 33 autres naines blanches polluées par les métaux qu’ils ont vérifiées.
Le nickel semble dépasser le fer d’au moins un facteur deux, alors que dans le Soleil, la Terre et les météorites primitives, le fer domine largement.
Ces abondances ne correspondent à aucune météorite connue ni à aucun autre matériau accrété par une naine blanche, et l’étoile n’avale pas non plus un corps glacé riche en substances volatiles.
« Le niobium et d’autres éléments plus lourds que le fer sont astronomiquement spéciaux car, contrairement à de nombreux éléments communs, ils ne se forment pas dans le noyau des étoiles par fusion thermonucléaire », a déclaré le Dr Nicholas Stone, astrophysicien théoricien à l’Université du Wisconsin à Madison.
« Au lieu de cela, ces éléments lourds ne peuvent être synthétisés que dans les conditions exotiques qui émergent brièvement à l’intérieur des étoiles mourantes. »
« La présence de niobium est un signe de ces affres de la mort et de l’expulsion des entrailles de l’étoile mourante dans l’espace. »
Selon les chercheurs, lorsqu’une étoile se transforme en une branche géante asymptotique (AGB), elle forge de nombreux éléments lourds grâce au lent processus de capture des neutrons et les libère dans les vents.
Ils soutiennent que la matière issue de ces vents, riche en carbone et en éléments de processus s, aurait pu former un disque autour de l’étoile à la fin de sa vie et qu’une planète géante aurait pu se développer à l’intérieur de celui-ci.
Les modèles de nucléosynthèse AGB prédisent exactement ce type d’amélioration du niobium, du nickel, du cuivre et du zinc, avec peu de changements dans l’oxygène, le silicium, le calcium ou le fer.
La composition de la naine blanche démontre qu’elle s’accumule à partir d’une planète candidate de deuxième génération.
« Si la planète de deuxième génération est là, je pense qu’elle survivra probablement », a déclaré Williams.
« Finalement, la naine blanche se refroidira puis maintiendra une température constante, la planète restant dans sa zone habitable stable pendant des millions d’années. »
En utilisant les données du Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA, les scientifiques ont découvert une variation répétée de la luminosité sur une période d’environ 4,4 jours. Cette période est bien plus longue que la période de rotation typique d’une naine blanche, d’environ 1,25 jour.
Le signal pourrait provenir du contraste de température jour-nuit d’une planète géante en orbite à environ 0,04 UA (unités astronomiques).
« Plutôt que le stade de la naine blanche ne soit une sorte d’épilogue de l’histoire d’une étoile et de ses planètes, cette recherche montre que les systèmes que nous connaissons ne sont que le premier chapitre d’une histoire potentiellement beaucoup plus longue, avec l’apparition de nouveaux personnages. C’est une perspective vraiment excitante à poursuivre », a déclaré Williams.
Les résultats de l’équipe ont été publiés cette semaine dans la revue Astronomie naturelle.
