Croûtes vaporisées de planètes semblables à la Terre trouvées dans des étoiles mourantes – Technoguide

Des restes de planètes avec des croûtes semblables à la Terre ont été découverts dans les atmosphères de quatre étoiles naines blanches à proximité par des astronomes de l’Université de Warwick, offrant un aperçu des planètes qui les ont peut-être déjà tournées en orbite il y a des milliards d’années.

Ces croûtes proviennent des couches externes de planètes rocheuses similaires à la Terre et à Mars et pourraient donner aux astronomes un meilleur aperçu de la chimie des planètes que ces étoiles mourantes abritaient autrefois.

La découverte est rapportée aujourd’hui (11 février) dans la revue Nature Astronomy et comprend l’un des plus anciens systèmes planétaires vus par les astronomes jusqu’à présent.

L’équipe dirigée par l’Université de Warwick analysait les données du télescope Gaia de l’Agence spatiale européenne de plus de 1000 étoiles naines blanches proches lorsqu’elles ont rencontré un signal inhabituel d’une naine blanche en particulier. Les chercheurs de l’Université de Warwick ont ​​reçu un financement du Conseil européen de la recherche et du Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC).

Ils ont utilisé la spectroscopie pour analyser la lumière de l’étoile à différentes longueurs d’onde, ce qui leur permet de détecter quand des éléments dans l’atmosphère de l’étoile absorbent de la lumière à différentes couleurs et de déterminer quels éléments il s’agit et quelle quantité est présente. Ils ont également inspecté les 30 000 spectres de naines blanches du Sloan Digital Sky Survey publié au cours des 20 dernières années.

Le signal correspondait à la longueur d’onde du lithium et les astronomes ont rapidement découvert trois autres naines blanches avec le même signal, dont l’une a également été observée avec du potassium dans son atmosphère. En comparant la quantité de lithium et de potassium avec les autres éléments détectés – sodium et calcium -, ils ont constaté que le rapport des éléments correspondait à la composition chimique de la croûte de planètes rocheuses comme la Terre et Mars, si ces croûtes étaient vaporisées et mélangé dans les couches externes gazeuses de l’étoile pendant 2 millions d’années.

L’auteur principal, le Dr Mark Hollands, du Département de physique de l’Université de Warwick, a déclaré: «Dans le passé, nous avons vu toutes sortes de choses comme le manteau et le matériau central, mais nous n’avons pas eu de détection définitive de la croûte planétaire. Lithium et potassium sont de bons indicateurs du matériau de la croûte, ils ne sont pas présents en fortes concentrations dans le manteau ou le noyau.

“Maintenant que nous savons quelle signature chimique rechercher pour détecter ces éléments, nous avons la possibilité d’examiner un grand nombre de naines blanches et d’en trouver d’autres. Ensuite, nous pouvons examiner la distribution de cette signature et voir à quelle fréquence nous détectons. ces croûtes planétaires et comment cela se compare à nos prédictions. “

Les couches externes des naines blanches contiennent jusqu’à 300 000 gigatonnes de débris rocheux, ce qui comprend jusqu’à 60 gigatonnes de lithium et 3 000 gigatonnes de potassium, ce qui équivaut à une sphère de 60 km de densité similaire à la croûte terrestre. La quantité de matière de croûte détectée est similaire en masse à celle des astéroïdes que nous voyons dans notre propre système solaire, ce qui conduit les astronomes à croire que ce qu’ils voient autour des quatre étoiles est un matériau détaché d’une planète, plutôt que d’une planète entière. lui-même.

Des observations antérieures de naines blanches ont trouvé des preuves de matériel provenant du noyau interne et du manteau des planètes, mais aucune preuve définitive de matériel de croûte. La croûte est une petite fraction de la masse d’une planète et les éléments détectés dans cette étude ne sont détectables que lorsque l’étoile est très froide. Les naines blanches sont dans la phase mourante de leur cycle de vie, car elles ont brûlé leur carburant et refroidi pendant des milliards d’années. On pense que ces quatre naines blanches ont brûlé leur carburant il y a jusqu’à 10 milliards d’années et pourraient être parmi les plus anciennes naines blanches formées dans notre galaxie.

Le co-auteur Dr Pier-Emmanuel Tremblay de l’Université de Warwick a déclaré: “Dans un cas, nous examinons la formation d’une planète autour d’une étoile qui s’est formée dans le halo galactique, il y a 11 à 12,5 milliards d’années, donc il doit être l’un des les systèmes planétaires les plus anciens connus à ce jour. Un autre de ces systèmes s’est formé autour d’une étoile éphémère qui était initialement plus de quatre fois la masse du Soleil, une découverte record apportant des contraintes importantes sur la vitesse à laquelle les planètes peuvent se former autour de leurs étoiles hôtes . “

Parmi les plus anciennes de ces naines blanches, l’une est 70% plus massive que la moyenne et son énorme masse ferait normalement disparaître relativement rapidement tout matériau de son atmosphère, conduisant les astronomes à la conclusion qu’il doit reconstituer le matériau de la croûte à partir d’un disque de débris environnant. De plus, les astronomes ont détecté plus de lumière infrarouge que prévu pour la naine blanche seule, ce qui indique qu’un disque est chauffé par son étoile puis ré-rayonné à des longueurs d’onde plus longues.

Le Dr Hollands ajoute: “Comme nous le comprenons, la formation des planètes rocheuses se produit de la même manière dans différents systèmes planétaires. Au départ, elles sont formées à partir d’une composition de matériau similaire à celle de l’étoile, mais au fil du temps, ces matériaux se séparent et vous vous retrouvez avec des compositions chimiques différentes. dans différentes parties des planètes.On peut voir qu’à un certain point que ces objets ont subi une différenciation, où la composition est différente de la composition de départ de l’étoile.

«Il est maintenant bien entendu que la plupart des étoiles normales comme les planètes du Soleil abritent des planètes, mais il est maintenant possible d’examiner la fréquence de différents types de matériaux également.

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