Des astronomes viennent de découvrir une naine blanche âgée de plus de 10 milliards d’années à « seulement » 90 années lumières de la Terre. Plus exceptionnel, cette étoile possèderait les reliques d’un ancien système planétaire, mais également des planétésimaux plus récents.

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[EN VIDÉO] La vie pourrait fleurir autour d'étoiles naines ultra-foides Les scientifiques de l’Observatoire européen austral (ESO) utilisent leurs télescopes pour observer les exoplanètes. Ils pensent que le meilleur endroit pour trouver la vie serait autour de naines ultra-froides, des étoiles dont la température est inférieure à 2.700 kelvins. Ils nous en disent plus au cours de ce nouvel épisode d’Esocast.

Elle se situe à 90 années-lumièreannées-lumière de nous : cette étoileétoile « morte » a été identifiée par les astronomesastronomes comme étant la plus vieille de notre GalaxieGalaxie possédant les restes d'un système planétaire. Son âge donne d'ailleurs le vertige. Il est estimé à plus de 10 milliards d'années, soit plus de deux fois l'âge de notre Système solaire. À titre de comparaison, l'âge de l'universunivers a été estimé à 13,8 milliards d'années. Cette étoile, ainsi que les débris rocheux qui l'entourent, serait donc une relique de la jeunesse de l'Univers.

Une naine blanche entourée des débris d’un ancien système planétaire

Le plus intéressant est que cette étoile, dénommée WDJ2147-4035, fait partie de la catégorie des naines blanches. Or, une naine blanche est ce qu'il reste d'une étoile de la taille de notre Soleil après sa mort. En effet, après avoir brûlé tout leur combustiblecombustible, les étoiles perdent leurs couches externes et entament un lent processus de contraction et de refroidissement. Durant cette évolution, toutes les planètes potentiellement en orbiteorbite subissent des perturbations qui peuvent aller jusqu'à leur destruction. Et c'est bien ce qu'observent les astronomes : un disque de débris orbitant autour de la naine blanche. L'étude de WDJ2147-4035 pourrait donc s'avérer extrêmement intéressant pour mieux comprendre l'évolution de notre propre Système solaire après la mort du Soleil, qui interviendra dans environ 5 milliards d’années.

C'est grâce à l'observatoire européen GaiaGaia que l'étoile a pu être identifiée. À la base, ce sont en réalité deux naines blanches qui ont été détectées, toutes deux possédant des débris planétaires. Si l'une apparaissait bleue, l'autre présentait une couleurcouleur plus rouge et plus faible. Une signature encore jamais observée dans l'espace galactique « proche ». Les scientifiques de l'Université de Warwick se sont donc intéressés de plus près à cette seconde étoile.

Illustration des deux naines blanches observées grâce à l'observatoire européen Gaia et possédant toutes deux les restes d'un système planétaire. © Dr Mark Garlick, <em>University of Warwick</em>
Illustration des deux naines blanches observées grâce à l'observatoire européen Gaia et possédant toutes deux les restes d'un système planétaire. © Dr Mark Garlick, University of Warwick

Des planétésimaux récents présents dans le disque de débris

L'analyse de sa lumière a ainsi permis d'estimer depuis combien de temps cette étoile avait entamé son refroidissement. Il est ainsi apparu que WDJ2147-4035 était âgée de 10,7 milliards et que son refroidissement en tant que naine blanche datait de 10,2 milliards d'années. L'analyse de son spectrespectre lumineux a également permis de détecter la présence de différents métauxmétaux à la surface de l'étoile : sodiumsodium, lithiumlithium, potassiumpotassium et carbone. Ces métaux proviendraient de l'absorptionabsorption des débris orbitant autour de l'étoile morte.

Le disque de débris présente cependant des caractéristiques qui laissent penser qu'il s'agit d'un ancien système planétaire ayant survécu à l'évolution de l'étoile sous la forme de naine blanche avec, notamment, la présence de planétésimaux formés récemment. Ce serait ainsi le premier cas d’un système planétaire évolué orbitant autour d'une étoile morte aussi vieille !

Les astronomes ont détecté la présence de planétésimaux récents dans les débris orbitant autour de la naine blanche. © NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva. Traitement d'images : M. Zamani et M. Kosari (NOIRLab de NSF)
Les astronomes ont détecté la présence de planétésimaux récents dans les débris orbitant autour de la naine blanche. © NOIRLab/NSF/AURA/J. da Silva. Traitement d'images : M. Zamani et M. Kosari (NOIRLab de NSF)

La présence de métaux dans l'atmosphèreatmosphère de l'étoile montre cependant que le système planétaire d'origine devait être très différent du nôtre concernant la composition. Cette observation est particulièrement intrigante car, au moment où l'étoile était active, l'Univers n'était alors pas aussi riche que maintenant en métaux, lesquels proviennent d'explosions stellaires d'étoiles évoluées. Comment un système planétaire riche en métaux a-t-il bien pu se former à cette époque ? Cette question reste pour l'instant totalement mystérieuse.

Des systèmes planétaires morts bien avant la naissance de la Terre

La seconde étoile détectée présentant une lumière bleutée semble être légèrement plus jeune. Il apparait qu'elle a été, quant à elle, polluée par des débris planétaires de composition similaire à celle de la croûte continentalecroûte continentale terrestre, ce qui la rend tout autant intéressante.

Les résultats, publiés dans Monthly Notices of the Royal Astronomical Society, suggèrent que la Terre, ainsi que le système planétaire auquel elle appartient, ne sont pas uniques, et que des mondes comme le nôtre ont pu se former très tôt dans l'histoire de notre galaxie et disparaître avant même que la Terre n'ait entamé sa formation.

Cette découverte pourrait permettre de mieux comprendre la formation et l'évolution des astéroïdesastéroïdes, des lunes glacées et des planètes rocheusesplanètes rocheuses comme la Terre durant les tout premiers temps de l'histoire de l'Univers.