Résumé :
En réanalysant les données collectées par le télescope spatial Hubble de la NASA il y a plus de vingt ans, les astronomes ont découvert un indice important qui pourrait résoudre un mystère de longue date. Une nouvelle étude publiée dans "Nature Astronomy" montre qu'il pourrait y avoir une "planète de deuxième génération" proche de la naine blanche HS 0209+0832. Cette planète ne naît peut-être pas en même temps que l'étoile, mais est formée par la réintégration de matière éjectée après la mort de l'étoile.
Les naines blanches sont les noyaux chauds laissés après que les étoiles de faible masse ont épuisé leur combustible nucléaire. Lorsqu’une étoile atteint la fin de sa vie, elle rejette ses couches externes de gaz et de poussière dans l’espace. Les chercheurs pensent que les planètes dites de deuxième génération ont été formées à partir de la matière laissée par ces étoiles mortes et ont des origines complètement différentes de celles des planètes de première génération en orbite autour du soleil, comme la Terre.
Jamie Williams, premier auteur de l'étude et doctorant à l'Université de Warwick au Royaume-Uni, a déclaré que cette découverte implique que le stade naine blanche n'est pas la fin de l'histoire des étoiles et de leurs systèmes planétaires. Le système planétaire que les humains connaissent n’est peut-être que le premier chapitre d’une longue histoire évolutive, et après la mort de l’étoile, de tout nouveaux corps célestes pourraient apparaître, ouvrant la voie à de nouvelles orientations passionnantes pour les recherches futures.
La percée est venue d'un signal chimique inhabituel caché dans d'anciennes données d'observation. En 1999, le télescope Hubble a observé le système HS 0209+0832 et a enregistré environ 100 caractéristiques spectrales qui n'étaient pas identifiables à l'époque. Des années plus tard, Williams a réexaminé les données d'archives et les a comparées à une base de données mise à jour des spectres atomiques, découvrant finalement que bon nombre des signaux inconnus correspondaient à l'élément niobium.
L'élément niobium existe également dans le système solaire et est également largement utilisé sur terre dans des domaines tels que la bijouterie et l'imagerie médicale. Cependant, les chercheurs ont constaté que l’abondance de niobium autour de HS 0209+0832 dépassait de loin les attentes. Sa source ne semble pas être le matériau d'origine laissé lors de la naissance de l'étoile, mais plutôt provenir des produits de l'éruption lors de la mort de l'étoile.
Nicholas Stone, astrophysicien théoricien à l'Université du Wisconsin-Madison, a expliqué que certains éléments plus lourds que le fer, notamment le niobium, ont une importance particulière. Contrairement à de nombreux éléments communs, ces éléments lourds ne sont pas produits par fusion nucléaire ordinaire à l’intérieur des étoiles, mais se forment brièvement dans les environnements extrêmes qui surviennent à la fin de la vie d’une étoile. La présence même de niobium est un signe clair du processus de mort de l'étoile.
L'équipe de recherche suppose que lorsque l'étoile meurt, la matière riche en éléments lourds projetée pénètre dans l'espace environnant, dont une partie se réassemble plus tard et forme finalement une planète géante gazeuse, tandis que la majeure partie de la matière restante se dissipe progressivement. En d’autres termes, la planète suspectée est probablement née après la mort de l’étoile.
Lorsque l'équipe a confirmé que le niobium était effectivement présent dans les données, l'ensemble du puzzle est soudainement devenu cohérent, a déclaré Boris Gansik, co-auteur de l'étude et astronome à l'Université de Warwick. Une telle signature de niobium n’a jamais été trouvée dans aucune étoile naine blanche étudiée auparavant.
Les chercheurs ont également trouvé des preuves supplémentaires à partir des données de la mission FUSE (Far Ultraviolet Spectroscopique Explorer) de la NASA, qui a été abandonnée. Les observations FUSE montrent également qu’il existe un signal évident d’élément niobium dans le système HS 0209+0832.
Dans le même temps, le Transiting Exoplanet Survey Satellite (TESS) de la NASA a également fourni un autre indice clé. TESS a surveillé l'étoile naine blanche pendant quatre mois consécutifs et a constaté des changements périodiques dans sa luminosité. Ce changement suggère qu'une planète pourrait être en orbite autour de l'étoile naine blanche à une distance orbitale d'environ 6 millions de kilomètres seulement, bien plus proche que la distance entre Mercure et le soleil.
Selon les spéculations actuelles, cet objet candidat est une planète géante gazeuse proche de Jupiter en taille, mais elle pourrait perdre rapidement son atmosphère.
En raison du temps de formation relativement court de cette naine blanche, elle maintient toujours une température extrêmement élevée. Les chercheurs pensent qu’un rayonnement intense enlève la matière atmosphérique des planètes voisines. Le gaz qui s'échappe peut former une structure similaire à la queue d'une comète, et éventuellement former un disque de matière en forme d'anneau autour de la naine blanche.
Une partie de la matière extraite retombera ensuite sur la surface de la naine blanche, ce qui pourrait être une raison importante pour laquelle le télescope Hubble a détecté une grande quantité de niobium dans ses observations.
Même ainsi, Williams pense que si cette planète de deuxième génération existe, elle pourrait encore survivre longtemps. Au fil du temps, la naine blanche se refroidira progressivement et entrera dans un état relativement stable. D’ici là, la planète pourrait rester dans une zone habitable stable pendant des millions d’années.
Cependant, il reste encore de nombreux mystères non résolus entourant les planètes de deuxième génération. Les scientifiques ne savent toujours pas exactement comment se forment ces planètes, s’il s’agit d’un phénomène courant ou d’une exception extrêmement rare, ni quel type d’évolution elles subiront en orbitant autour d’une « étoile morte ».
Au cours des prochaines années, l'équipe de recherche prévoit de continuer à utiliser le télescope spatial Hubble pour effectuer des observations de suivi, dans l'espoir d'accumuler davantage de preuves pour dresser un tableau complet de ce nouveau groupe potentiel de planètes.
Les résultats montrent une fois de plus que la découverte scientifique ne suit pas un chemin rectiligne, ont déclaré les chercheurs. De nombreuses avancées majeures proviennent souvent du réexamen d’anciennes données et de la collision d’idées entre chercheurs de différents domaines. Ce « réexamen à froid » d’une étoile naine blanche pourrait ouvrir la porte à la compréhension d’un nouveau mécanisme de naissance planétaire.
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