Dans un article baptisé « Discovery of magnetically guided metal accretion onto a polluted white dwarf » et publié dans The Astrophysical Journal Letters des chercheurs expliquent avoir découvert « une cicatrice imprimée sur la surface d'une naine blanche ». De quoi s’agit-il ?
Prenons une étoile, notre Soleil en est une par exemple. On peut la voir tous les jours se lever et se coucher (sauf au niveau des pôles). Elle se classe dans la catégorie des naines jaunes, c’est-à-dire dans la « moyenne » : il y en a des plus petites, mais aussi de beaucoup (beaucoup) plus grandes. Une vidéo bien connue permet d'apercevoir les échelles, même s’il est difficile de bien les appréhender.
Des étoiles de toutes les tailles, qui vivent et meurent (avec fracas)
« On part de la taille de notre Lune pour successivement rencontrer des planètes et lunes du système solaire de plus en plus grandes. Ensuite, le soleil est comparé à d'autres étoiles de notre galaxie et finalement notre galaxie est mise en regard avec l'univers observable », explique le centre des ressources scientifiques pour l'enseignement de la physique de l’ENS de Lyon.
Comme les êtres humains, une étoile, nait, vit et meurt. À la fin de son existence d’étoile, elle peut devenir de plus en plus dense et maigrir, pour finalement devenir une naine blanche par exemple. Mais une étoile massive en fin de vie peut aussi exploser et former une supernova.
Une naine blanche cannibalise ce qui passe à côté
Revenons au cas qui nous intéresse aujourd’hui : la naine blanche. Lorsqu’une étoile se transforme en naine blanche à la fin de sa vie, elle peut absorber les planètes et les astéroïdes à proximité. C’est la fin de ce règne qui intéresse les chercheurs.
« Il est bien connu que certaines naines blanches – les restes d'étoiles comme notre soleil qui se refroidissent lentement – cannibalisent des morceaux de leur système planétaire. Nous venons de découvrir que le champ magnétique de l'étoile joue un rôle clé dans ce processus, qui se traduit par une cicatrice à la surface de la naine blanche ». C’est ce qu’explique Stefano Bagnulo (Armagh Observatory and Planetarium et auteur principal de l'étude) à l’ESO.
Pour arriver à ces conclusions, l’équipe de chercheurs a utilisé l’instrument FORS2 (FOcal Reducer/low dispersion Spectrograph 2) du Very Large Telescope (VLT) de l’European Southern Observatory. Elle s’est aussi appuyée « sur les données d'archives de l'instrument X-shooter du VLT pour confirmer ses résultats ».
La « cicatrice », comme l’appellent les chercheurs, est en réalité une « concentration de métaux imprimés sur la surface de la naine blanche », baptisée WD 0816 - 310. Elle était auparavant une étoile similaire à notre Soleil, en un peu plus grand. Maintenant morte, elle est de la taille de notre planète, la Terre.
Des indices dirigent vers une zone de concentration…
Les chercheurs ont pu démontrer que les métaux de la cicatrice « proviennent d'un fragment planétaire aussi grand, voire plus grand, que Vesta, qui mesure environ 500 kilomètres de diamètre et qui est le deuxième plus grand astéroïde du système solaire ». C’est en tout cas ce qu’affirme Jay Farihi (University College London et coauteur de l'étude).
Les chercheurs ont également des indices sur la formation de cette cicatrice. Tout d’abord, la détection des métaux change lorsque l’étoile tourne, « ce qui suggère que les métaux sont concentrés sur une zone spécifique de la surface de la naine blanche ». Ils ne sont donc pas uniformément répartis.
Rien de tel n’avait été observé auparavant : « Il est surprenant de constater que le matériau n'était pas uniformément mélangé à la surface de l'étoile, comme le prévoyait la théorie », affirme John Landstreet (professeur à l'université Western au Canada et coauteur de la publication).
… qui se trouve au niveau d’un des pôles magnétiques
Autre déduction importante à partir de l’analyse des changements : « cette cicatrice métallique est située sur l'un de ses pôles magnétiques ». Pour l’ESO cela permet de conclure que « le champ magnétique a attiré des métaux sur l'étoile, créant ainsi la cicatrice ».
Observer des naines blanches « polluées par des métaux dispersés à la surface de l'étoile » n’a rien de nouveau, rappelle à juste titre l’ESO. On savait d’ailleurs déjà que ces métaux proviennent de planètes ou d'astéroïdes disloqués qui sont passés un peu trop près de l’étoile.
Des systèmes planétaires dynamiques, même après leur mort
« Toutefois, dans le cas de WD 0816 - 310, l'équipe est convaincue que la matière volatilisée a été ionisée et guidée vers les pôles magnétiques par le champ magnétique de la naine blanche. Ce processus présente des similitudes avec la formation des aurores sur Terre et sur Jupiter », ajoute l’ESO.
Ce dernier de conclure que « cette étude unique montre également que les systèmes planétaires peuvent rester dynamiques, même après leur "mort" ».
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