Communiqué de presse

Une cicatrice métallique découverte sur une étoile cannibale

26 février 2024

Lorsqu'une étoile comme notre Soleil arrive en fin de vie, elle peut absorber les planètes et les astéroïdes qui l'entourent et qui sont nés avec elle. Aujourd'hui, grâce au Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire Européen Austral au Chili, des chercheurs ont découvert pour la première fois une signature unique de ce processus : une cicatrice imprimée sur la surface d'une naine blanche. Les résultats sont publiés aujourd'hui dans The Astrophysical Journal Letters.

"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", explique Stefano Bagnulo, astronome à l'Armagh Observatory and Planetarium, en Irlande du Nord (Royaume-Uni), et auteur principal de l'étude.

La cicatrice observée par l'équipe est une concentration de métaux imprimés sur la surface de la naine blanche WD 0816-310, vestige de la taille de la Terre d'une étoile similaire à notre Soleil, mais un peu plus grande. "Nous avons démontré que ces métaux 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", explique Jay Farihi, professeur à l'University College London (Royaume-Uni) et coauteur de l'étude.

Les observations ont également fourni des indices sur la manière dont l'étoile a hérité de sa cicatrice métallique. L'équipe a remarqué que la force de la détection des métaux changeait au fur et à mesure que l'étoile tournait, ce qui suggère que les métaux sont concentrés sur une zone spécifique de la surface de la naine blanche, plutôt qu'uniformément répartis sur celle-ci. Ils ont également constaté que ces changements étaient synchronisés avec les variations du champ magnétique de la naine blanche, ce qui indique que cette cicatrice métallique est située sur l'un de ses pôles magnétiques. Ces indices indiquent que le champ magnétique a attiré des métaux sur l'étoile, créant ainsi la cicatrice [1].

"Il est surprenant de constater que le matériau n'était pas uniformément mélangé à la surface de l'étoile, comme le prévoyait la théorie. Au contraire, cette cicatrice est une plaque concentrée de matériau planétaire, maintenue en place par le même champ magnétique qui a guidé les fragments en fusion", explique le coauteur John Landstreet, professeur à l'université Western, au Canada, qui est également affilié à l'Armagh Observatory and Planetarium. "Rien de tel n'a été observé auparavant."

Pour parvenir à ces conclusions, l'équipe a utilisé un instrument du VLT appelé FORS2, qui leur a permis de détecter la cicatrice métallique et de la relier au champ magnétique de l'étoile. "L'ESO dispose de la combinaison unique de capacités nécessaires pour observer des objets peu lumineux tels que les naines blanches et pour mesurer de manière sensible les champs magnétiques stellaires", explique Stefano Bagnulo. Dans son étude, l'équipe s'est également appuyée sur les données d'archives de l'instrument X-shooter du VLT pour confirmer ses résultats.

En exploitant la puissance de ce type d'observations, les astronomes peuvent révéler la composition des exoplanètes, c'est-à-dire des planètes en orbite autour d'autres étoiles en dehors du système solaire. Cette étude unique montre également que les systèmes planétaires peuvent rester dynamiques, même après leur "mort".

Notes

[1] Les astronomes ont déjà observé de nombreuses naines blanches polluées par des métaux dispersés à la surface de l'étoile. On sait que ces métaux proviennent de planètes ou d'astéroïdes disloqués qui s'approchent trop près de l'étoile, en suivant des orbites semblables à celles des comètes dans notre système solaire. 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.

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article intitulé "Discovery of magnetically guided metal accretion onto a polluted white dwarf" à paraître dans The Astrophysical Journal Letters (doi:10.3847/2041-8213/ad2619).

L'équipe est composée de Stefano Bagnulo (Armagh Observatory & Planetarium, UK [Armagh]), Jay Farihi (Department of Physics and Astronomy, University College London, UK), John D. Landstreet (Armagh; Department of Physics & Astronomy, Western University, Canada), et Colin P. Folsom (Tartu Observatory, University of Tartu, Estonia).

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Contacts

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Armagh Observatory and Planetarium
Armagh, UK
Tél: +44 (0)28 3752 3689
Courriel: Stefano.Bagnulo@Armagh.ac.uk

Jay Farihi
Department of Physics & Astronomy, University College London
London, UK
Courriel: j.farihi@ucl.ac.uk

John Landstreet
Department of Physics & Astronomy, University of Western Ontario and Armagh Observatory and Planetarium
London and Armagh, Canada and UK
Courriel: jlandstr@uwo.ca

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