Un objet similaire à une comète pollue l’atmosphère d’une naine blanche

Des scientifiques ont été témoins pour la première fois de la désagrégation d’un objet de composition semblable à une comète et de son plongeon dans l’atmosphère de son étoile, une naine blanche. Ils ont déterminé que l’objet avait une composition proche de celle de la comète de Halley, mais qu’il était 100 000 fois plus massif et qu’il contenait deux fois plus d’eau que cette dernière. Cet objet était aussi riche en éléments essentiels à la vie, comme l’azote, le carbone, l’oxygène et le soufre.

Illustration d’artiste d’une exo-comète sur une naine blanche

Cette illustration d’artiste montre un objet massif, similaire à une comète, tombant sur une naine blanche. Des données du Téléescope spatial Hubble suggèrent la présence d’une ceinture d’objets similaires à des comètes en orbite autour de la naine balnche WD 1425+540. Cette ceinture serait similaire à la ceinture de Kuiper, dans notre Système Solaire. Cette découverte pourrait suggérer la présence de planètes ayant survécu à l’évolution de l’étoile en naine blanche, qui auraient pu perturber l’orbite de la comète et la faire dévier vers l’étoile. Crédit: NASA, ESA, et Z. Levy (STScI).

L’équipe internationale d’astronomes ont observé la naine blanche WD 1425+540, qui se trouve à 170 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Bouvier. À l’aide du Télescope spatial Hubble de la NASA/ESA et de l’Observatoire W.M. Keck, situé à Hawaii, elle a trouvé des preuves qu’un objet analogue à une comète était en train de tomber sur l’étoile, en étant désagrégé par les forces de marées de celle-ci.

Patrick Dufour, professeur à l’Université de Montréal, membre du Centre de recherche en astrophysique du Québec (CRAQ) et de l’Institut de recherche sur les exoplanètes (iREx), a utilisé des modèles d’atmosphère de naines blanches qu’il a développés pour analyser les observations provenant des deux télescopes. C’est cette analyse qui a permis de conclure que l’objet a une composition chimique très semblable à celle de la comète de Halley. « C’est la première fois qu’on trouve un objet d’une telle composition en dehors du Système Solaire, » affirme-t-il.

En particulier, c’est la première fois que l’azote est détecté dans les débris qui tombent sur une naine blanche. L’auteure principale de l’étude, Siyi Xu, de l’Observatoire Européen Austral (ESO), explique l’importance de la découverte : «  L’azote est un élément très important, les formes de vie qu’on connait se construisent à partir de cet élément. Nous avons déterminé que cet objet est très riche en azote, il en contient plus que n’importe quel objet de notre Système Solaire. »

Entre 25 et 50% des naines blanches sont connues pour être « polluées » de matériaux qui proviennent d’objets rocheux similaires aux astéroïdes. C’est cependant la première fois qu’un objet fait de matériaux glacés, comparable aux comètes, est vu plongeant dans l’atmosphère d’une naine blanche. Ces résultats suggèrent que des objets analogues aux comètes provenant de la ceinture de Kuiper dans notre Système Solaire, sont en orbite autour de la naine blanche. Ces objets glacés auraient apparemment survécu à l’évolution de l’étoile, initialement sur la séquence principale – comme notre Soleil – en une géante rouge, puis à son effondrement en une naine blanche, petite et dense.

Ces résultats pourraient suggérer que des planètes auraient aussi survécu à l’évolution de l’étoile, et, possiblement, qu’elles auraient perturbé la trajectoire de la comète pour la dévier vers la naine blanche. L’étoile a aussi un compagnon stellaire, qui se trouve à environ 2000 fois la distance Terre-Soleil de celle-ci. Ce compagnon pourrait aussi être responsable de la déviation de la trajectoire de l’objet.

Cette découverte est une preuve observationnelle qui soutient l’idée que les objets glacés sont présents dans d’autres systèmes planétaires, et qu’ils peuvent survivre à l’évolution d’une étoile.

Plus d’information

L’article The Chemical Composition of an Extrasolar Kuiper-Belt-Object est publié dans The Astrophysical Journal Letters836:L7 (6pp), 2017 February 10. DOI: 10.3847/2041-8213/836/1/L7. En plus de Siyi Xu (Observatoire Européen Austral – ESO) et de Patrick Dufour (Institut de recherche sur les exoplanètes, Centre de recherche en astrophysique du Québec, Université de Montréal), les co-auteurs de cette étude sont les professeurs Benjamin Zuckerman, Edward Young, Michal Jura (University of California, Los Angeles), et la chercheuse postdoctorale Beth Klein (University of California, Los Angeles).

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Siyi Xu
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+49 8932006298
sxu@eso.org

Source

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410-338-4488 / 410-338-4514
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