Une étude brésilienne découvre un signal chimique qui dénonce les étoiles ayant dévoré des planètes ; explications

Illustration d'un système binaire dans lequel une étoile engloutit une planète. Anne Rathsam/Adobe Firefly Deux étoiles « jumelles », nées au même moment et du même nuage de gaz et de poussière, devraient avoir exactement la même composition chimique. Mais ce n'est pas ce que les astronomes ont observé dans certains systèmes binaires — des paires d'étoiles qui orbitent l'une autour de l'autre.

Dans certains cas, l'une des étoiles apparaît plus « enrichie » en certains éléments que sa jumelle, et les scientifiques ne savaient pas encore exactement pourquoi. Une nouvelle recherche, menée par des astronomes de l'Institut d'Astronomie, de Géophysique et des Sciences Atmosphériques de l'Université de São Paulo (IAG/USP), en partenariat avec des scientifiques de Pologne, d'Italie, de Chine et d'Australie, a trouvé une explication à ce mystère. Et, par la même occasion, un nouvel outil pour identifier les étoiles qui, par le passé, pourraient avoir dévoré l'une de leurs propres planètes. L'étude, publiée dans la revue « Astronomy & Astrophysics », a analysé la paire d'étoiles HD 129171 et HD 129209 et a découvert que l'une d'elles possède une quantité plus importante de certains éléments chimiques que l'autre.

Pour les scientifiques, cette différence est la « marque » laissée par une planète rocheuse qui a été engloutie. Vidéos en vogue sur g1 Dans une interview accordée à g1, l'astronome Anne Rathsam, doctorante à l'IAG/USP et auteure principale de l'étude, a expliqué étape par étape la découverte et ce qu'elle représente. Selon Rathsam, pour comprendre ce qui est arrivé à ces étoiles, il faut d'abord regarder leur composition chimique. « Ce qui 'trahit' le fait que l'étoile a englouti une planète, c'est sa composition chimique », a expliqué la chercheuse.

« Lorsque l'étoile ingère l'une de ses planètes, ce matériau est mélangé à sa surface. » L'astronome souligne qu'il existe deux grands groupes d'éléments chimiques : les volatils, qui ont tendance à exister sous forme de gaz, et les réfractaires, qui forment normalement des solides — et qui sont justement les principaux ingrédients des planètes rocheuses, comme la Terre, et des noyaux des planètes géantes, comme Jupiter. C'est exactement ce second groupe qui a attiré l'attention des chercheurs. En comparant les deux étoiles de la paire, ils ont remarqué quelque chose de curieux : plus l'élément analysé était « réfractaire », plus la différence entre les deux étoiles était grande.

L'étoile HD 129171 s'est révélée systématiquement plus riche en ces matériaux que sa jumelle, HD 129209 — un modèle qui, selon les scientifiques, n'a de sens que si elle a « absorbé » de la roche supplémentaire à un moment donné de son histoire. Au sein de ce groupe d'éléments réfractaires, deux d'entre eux ont volé la vedette dans la recherche : le lithium et, surtout, le béryllium. L'explication réside dans la manière dont ces éléments se comportent à l'intérieur d'une étoile.

Aucun des deux n'est produit à l'intérieur de l'étoile — c'est-à-dire que tout « surplus » inattendu de ces éléments ne peut provenir que de l'extérieur, de l'ingestion de matériau rocheux. En même temps, les deux sont lentement détruits par la chaleur extrême du noyau de l'étoile au fil du temps. Image des étoiles jumelles HD 129171 et HD 129209. Digital Sky Survey via Aladin/Anne Rathsam La différence est que le lithium est détruit à des températures plus basses — environ 2,5 millions de degrés Celsius — tandis que le béryllium résiste jusqu'à environ 3,5 millions de degrés.

Pour se faire une idée, même le Soleil, avec sa surface « douce » de 5 800 °C, possède un noyau qui atteint 15 millions de degrés. Cela signifie que, lorsqu'une étoile engloutit une planète, elle gagne un « excès » temporaire de lithium et de béryllium — mais, avec le temps, ce signal s'efface. Comme le béryllium supporte des températures plus élevées avant d'être détruit, sa marque dure plus longtemps que celle du lithium.

Pour cette raison, selon la chercheuse, les études précédentes sur d'éventuels cas d'« étoiles dévoreuses de planètes » avaient laissé le béryllium de côté, justement en raison de la difficulté technique à le mesurer — une lacune que cette recherche a aidé à combler. Comme le béryllium est détruit à des températures plus élevées, il est plus résistant, et sa signature peut durer plus longtemps que celle du lithium. Ainsi, le béryllium peut être un indicateur plus fort d'ingestion planétaire que le lithium. La NASA enquête sur une anomalie dans le champ magnétique terrestre, qui pourrait provoquer le chaos dans les communications Pour arriver à ces conclusions, l'équipe a utilisé les données du spectrographe UVES, installé sur le télescope VLT (Very Large Telescope), de 8,2 mètres, de l'Observatoire Européen Austral, au Chili.

Cet instrument fonctionne comme un prisme sophistiqué, séparant la lumière des étoiles en différentes fréquences et révélant la présence de chaque élément chimique. L'analyse a montré que HD 129171 et HD 129209 ont des compositions similaires lorsqu'il s'agit d'éléments volatils — comme attendu pour deux étoiles « jumelles ». Cependant, lorsque l'on se concentre sur les éléments réfractaires, HD 129171 se distingue comme la plus « enrichie » des deux, avec des abondances plus élevées également en lithium et en béryllium.

« Comme HD 129171 est beaucoup plus riche en éléments réfractaires que HD 129209 (et plus l'élément est réfractaire, plus la différence est grande), et en particulier, possède une plus grande abondance de lithium et de béryllium, nous avons des preuves solides indiquant que HD 129171 a ingéré une planète », explique Rathsam. Illustration du Système Solaire Agence Spatiale Européenne/Silicon Worlds Peut-on savoir quel type de planète a été englouti ou quand cela s'est produit ? Selon Rathsam, seulement partiellement. La signature chimique montre qu'il y a eu ingestion de matériau rocheux, mais elle ne révèle pas s'il provient d'une seule grande planète ou de plusieurs corps plus petits — dans les étoiles de masse similaire à celle du Soleil, comme celles de l'étude, tout le matériau ajouté se mélange et disparaît rapidement, rendant les deux scénarios indiscernables.

Quant au « quand », il existe un indice : comme le lithium et le béryllium supplémentaires n'ont pas encore été totalement détruits, l'événement doit avoir été relativement récent à l'échelle astronomique, bien qu'une date exacte dépende de modèles théoriques encore peu précis. Le point le plus intrigant, cependant, réside dans les implications pour la recherche de vie en dehors de la Terre. Les paires d'étoiles « jumelles » ayant une chimie différente intriguaient les astronomes : soit les nuages qui forment les étoiles ne sont pas aussi homogènes qu'on le pensait, soit une partie des étoiles engloutit ses propres planètes à un moment donné.

La découverte de la paire HD 129171/HD 129209, avec le nouvel « outil » du béryllium, renforce la seconde hypothèse — bien différente du Système Solaire, qui possède « huit planètes avec des orbites presque circulaires et très stables », comme l'a souligné Rathsam. Si les systèmes instables sont courants dans l'univers, les systèmes comme le Solaire pourraient être plus rares qu'on ne l'imagine. Et cela compte car la vie complexe nécessite des milliers d'années pour pouvoir émerger et évoluer — ce qui n'arrive que sur une planète qui n'est pas détruite par sa propre étoile en cours de route. VIDÉO : La pollution rend-elle vraiment le ciel plus beau ? La pollution rend-elle vraiment le ciel plus beau ?.