La mort stellaire n’est pas la fin : Le télescope spatial James Webb entrevoit le destin du système solaire

Des astronomes ont utilisé le télescope spatial James Webb (JWST) pour observer un exoplanète géante gazeuse atypique, orbitant une étoile morte, une naine blanche, située à environ 80 années-lumière. Ce système, qualifié de « vie après la mort », offre aux scientifiques une vision prémonitoire de ce que pourrait devenir le système solaire dans environ 6 milliards d’années, après que le soleil aura épuisé l’hydrogène de son noyau, perdu ses couches externes et laissé derrière lui une naine blanche en train de se consumer.

Avant d’atteindre ces étapes finales, notre étoile se transformera en géante rouge, gonflant jusqu’à plusieurs fois son rayon d’origine, engloutissant les planètes rocheuses internes, y compris la Terre, tout en laissant les planètes externes — bien que modifiées de manière irréversible. L’exoplanète, désignée WD 1856 b, orbite autour de cette naine blanche.

En observant les transits de WD 1856 b devant sa naine blanche, connue sous le nom de WD 1856+534, l’équipe a pu mer la masse et la température de cette planète de type Jupiter, tout en analysant la composition de son atmosphère. À leur grande surprise, ils ont découvert que WD 1856 b est plus chaude que prévu. Ils ont également élucidé comment cette planète a pu développer une orbite aussi resserrée autour de son hôte.

Ryan MacDonald, responsable de l’équipe de recherche à l’Université de St Andrews, a déclaré : « Nous avons l’habitude de regarder dans le passé avec les télescopes, mais c’est la première fois que nous avons pu envisager ce qui pourrait arriver aux planètes externes autour d’une étoile semblable au soleil ; c’est comme utiliser une machine à remonter le temps pour jeter un œil dans le futur lointain de notre système solaire. » Il a ajouté que les résultats montrent que la mort stellaire n’est pas la fin — certaines planètes connaissent un avenir vibrant après la mort de leur étoile.

La recherche de l’équipe a été publiée dans la revue Nature.

Un exoplanète véritablement atypique

L’exoplanète WD 1856 b a été découverte pour la première fois en 2020 par le satellite de chasse aux exoplanètes de la NASA, TESS (Transiting Exoplanet Survey Satellite), et le télescope spatial Spitzer. TESS détecte les exoplanètes en mesurant les petites baisses de lumière des étoiles qu’elles causent lors de leur transit.

Ce fut la première planète intacte jamais découverte en orbite proche d’une naine blanche. Ce qui a immédiatement attiré l’attention concernant WD 1856 b, c’est la proximité de son orbite avec sa naine blanche hôte. L’orbite est environ 2 % de la taille de celle de la Terre autour du soleil et prend seulement 1,4 jour terrestre pour se compléter.

MacDonald a noté : « La planète est assez étrange. Elle est de la taille de Jupiter, mais la naine blanche qu’elle orbite est de la taille de la Terre, donc la planète est sept fois plus grande que son étoile. »

Il est peu probable que la planète ait toujours été en orbite aussi proche de son étoile. Si tel avait été le cas, elle aurait été détruite lorsque l’étoile s’est transformée en géante rouge avant de perdre ses couches externes.

L’équipe a formulé deux théories sur la façon dont WD 1856 b a atteint sa position actuelle. La première suggère que la planète a été engloutie par l’étoile hôte en train de mourir, mais a réussi à survivre à l’intérieur. La seconde implique qu’une migration a eu lieu en raison des effets gravitationnels d’autres objets dans le système, la naine blanche faisant partie d’un système stellaire triple.

La température de WD 1856 b, qui atteint 127 degrés Celsius, est environ 240 degrés plus chaude que ce qu’elle serait si seule la lumière de sa naine blanche la chauffait. L’équipe a déduit que cette chaleur résiduelle provient d’un réchauffement antérieur, soit par une ingestion par la géante rouge, soit lors d’une migration vers l’intérieur.

Les résultats indiquent que des planètes comme Jupiter pourraient se rapprocher du soleil après le drame violent de la phase de géante rouge et la destruction du système solaire interne. Ces découvertes illustrent également la puissance d’observation exceptionnelle du JWST.

Victoria Boehm de l’Université Cornell a souligné que « les naines blanches comme WD 1856 sont exceptionnellement faibles par rapport aux étoiles hôtes que nous observons normalement avec le JWST ». Capturer suffisamment de lumière pour voir le spectre de WD 1856 tout en ne ratant pas le transit, qui ne dure que 8 minutes, est une tâche que seul Webb peut accomplir.

Source : Nature