Cannibal Star découverte avec une cicatrice en métal – « Rien de tel n’a été vu auparavant »

Lorsqu’une étoile comme notre Soleil atteint la fin de sa vie, elle peut ingérer les planètes environnantes et les astéroïdes qui sont nés avec elle. Désormais, grâce à l’Observatoire européen austral Très grand télescope (ESO‘s VLT) au Chili, des chercheurs ont découvert pour la première fois une signature unique de ce processus : une cicatrice imprimée à la surface d’un nain blanc étoile. Les résultats sont publiés dans Le Lettres de journaux astrophysiques.

« Il est bien connu que certaines naines blanches – qui refroidissent lentement les braises d’étoiles comme notre Soleil – cannibalisent des morceaux de leurs systèmes planétaires. Nous avons maintenant découvert que le champ magnétique de l’étoile joue un rôle clé dans ce processus, entraînant une cicatrice à la surface de la naine blanche », explique Stefano Bagnulo, astronome à l’observatoire et planétarium d’Armagh en Irlande du Nord, au Royaume-Uni, et auteur principal de l’étude. étude.

Grâce au Très Grand Télescope de l’ESO, les astronomes ont découvert une « cicatrice » métallique imprimée sur la surface d’une étoile morte. Cette vidéo résume la découverte. Crédit : ESO

La cicatrice observée par l’équipe est une concentration de métaux imprimés à la surface de la naine blanche WD 0816-310, le reste de la taille de la Terre d’une étoile semblable à notre Soleil, mais un peu plus massive. « Nous avons démontré que ces métaux proviennent d’un fragment planétaire aussi grand, voire plus grand, que Vesta, qui mesure environ 500 kilomètres (~ 300 milles de diamètre et est le deuxième plus grand astéroïde du système solaire », explique Jay Farihi, professeur à l’Université de Washington. University College London, Royaume-Uni, et co-auteur de l’étude.

Les observations ont également fourni des indices sur la manière dont l’étoile a obtenu sa cicatrice métallique. L’équipe a remarqué que la force de détection des métaux changeait 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 que de s’y répartir en douceur. Ils ont également constaté que ces changements étaient synchronisés avec les changements du champ magnétique de la naine blanche, indiquant que cette cicatrice métallique est située sur l’un de ses pôles magnétiques. Ensemble, ces indices indiquent que le champ magnétique a canalisé les métaux vers l’étoile, créant ainsi la cicatrice.⁽¹⁾

L’animation de cet artiste montre la naine blanche magnétique WD 0816-310, une étoile morte qui porte une cicatrice imprimée sur sa surface suite à l’ingestion de débris planétaires. Lorsque des objets comme des planètes ou des astéroïdes s’approchent de la naine blanche, ils se fragmentent, formant un disque de débris autour de l’étoile morte, comme le montre cette animation. Une partie de cette matière peut être dévorée par le nain, laissant des traces de certains éléments chimiques à sa surface. Crédit : ESO/L. Calçada

« Étonnamment, la matière n’était pas mélangée uniformément à la surface de l’étoile, comme le prédit la théorie. Au lieu de cela, cette cicatrice est une parcelle concentrée de matière planétaire, maintenue en place par le même champ magnétique qui a guidé les fragments infaillibles », explique le co-auteur John Landstreet, professeur à l’Université Western, Canada, également affilié à l’Armagh. Observatoire et Planétarium. « Rien de tel n’a été vu auparavant. »

Pour parvenir à ces conclusions, l’équipe a utilisé un instrument « couteau suisse » sur le VLT appelé FORS2, qui leur a permis de détecter la cicatrice métallique et de la connecter au champ magnétique de l’étoile. « L’ESO possède la combinaison unique de capacités nécessaires pour observer des objets faibles tels que les naines blanches et mesurer avec sensibilité les champs magnétiques stellaires », explique Bagnulo. Dans leur étude, l’équipe s’est également appuyée sur les données d’archives de l’instrument X-shooter du VLT pour confirmer leurs conclusions.

En exploitant la puissance de telles observations, les astronomes peuvent révéler la composition globale des exoplanètes, des planètes en orbite autour d’autres étoiles en dehors du système solaire. Cette étude unique montre également comment les systèmes planétaires peuvent rester dynamiquement actifs, même après la « mort ».

Remarques

1. Auparavant, les astronomes avaient observé de nombreuses naines blanches polluées par des métaux dispersés à la surface de l’étoile. On sait que ceux-ci proviennent de planètes perturbées ou d’astéroïdes qui se rapprochent trop de l’étoile, suivant des orbites rasantes similaires à celles des comètes de notre système solaire. Cependant, pour WD 0816-310, l’équipe est convaincue que le matériau vaporisé a été ionisé et guidé vers les pôles magnétiques par le champ magnétique de la naine blanche. Le processus partage des similitudes avec la façon dont les aurores se forment sur Terre et sur Jupiter.

L’équipe est composée de Stefano Bagnulo (Observatoire et planétarium d’Armagh, Royaume-Uni (Armagh)), Jay Farihi (Département de physique et d’astronomie, University College de Londres, Royaume-Uni), John D. Landstreet (Armagh ; Département de physique et d’astronomie, Université Western , Canada) et Colin P. Folsom (Observatoire de Tartu, Université de Tartu, Estonie).