Les astronomes de l'Université des Warwick ont découvert l'empreinte chimique d'un fragment planétaire congelé et riche en eau consommé par une étoile naine blanche à l'extérieur de notre système solaire.
Dans notre système solaire, on pense que les comètes et les planétésimaux glacés (petits objets solides dans l'espace) étaient responsables de la livraison de l'eau sur Terre. L'existence de ces objets glacés est une exigence pour le développement de la vie dans d'autres mondes, mais il est incroyablement difficile de les identifier en dehors de notre système solaire car les objets glacés sont petits, faibles et nécessitent une analyse chimique.
Dans une étude publiée dans Avis mensuels de la Royal Astronomical Societyles astronomes de Warwick, d'Europe et des États-Unis ont trouvé des preuves solides que les corps glaciaux et volatils – accessibles à la livraison de l'eau et des ingrédients à vie – existant dans les systèmes planétaires au-delà de la nôtre.
Pour faire cette découverte, le groupe a utilisé la spectroscopie ultraviolette du télescope spatial Hubble pour étudier la composition chimique des étoiles éloignées. Une étoile, WD 1647 + 375, s'est démarquée comme ayant des « volatiles » (substances chimiques avec des points de fusion faibles) à la surface. L'atmosphère naine blanche est généralement constituée d'hydrogène et d'hélium, mais WD 1647 + 375 avait des éléments tels que le carbone, l'azote, le soufre et l'oxygène.
Cette atmosphère riche en volatile a été le premier indice que WD 1647 + 375 était différent.
L'auteur principal Snehalata Sahu, chercheur, Département de physique de l'Université de Warwick, a déclaré: « Il n'est pas rare que les nains blancs montrent des signatures de calcium, de fer et d'autres métaux à partir du matériau qu'ils accordent (absorbant). Ce matériau provient de planètes et d'astéroïdes qui se rapprochent de la matériau et de la réalisation de la fleur Le système solaire est composé.
« De cette façon, les nains blancs agissent comme des scènes de crime cosmique – lorsqu'une planète tombe en place, ses éléments laissent des empreintes digitales chimiques dans l'atmosphère de l'étoile, nous permettant de reconstruire l'identité de la« victime ». En règle générale, nous voyons des preuves de matériaux rocheux accrétés, comme le calcium et d'autres métaux, mais la recherche de débris riches en volatile n'a été confirmée que dans une poignée de cas. «
Un volatil – azote – est une empreinte chimique particulièrement importante des mondes glacés. La spectroscopie ultraviolette dans cette étude a montré que le matériau gagné par WD 1647 + 375 avait un pourcentage élevé de sa masse comme azote (~ 5%).
Il s'agit de l'abondance d'azote la plus élevée jamais détectée dans les débris d'une naine blanche. L'atmosphère de WD 1647 + 375 avait également gagné beaucoup plus d'oxygène que prévu si l'objet absorbé était la roche – 84% plus, tous deux suggérant un objet glacé.
Les astronomes avaient également des données pour montrer que les débris nourrissaient l'étoile depuis au moins les 13 dernières années, à un rythme de 200 000 kg (le poids d'une baleine bleue adulte) par seconde. Cela signifiait que l'objet glacé avait au moins 3 km de diamètre (ou de la taille d'une comète), mais c'est une taille minimale car l'accrétion peut prendre des centaines de milliers d'années de plus que cet instantané de 13 ans, ce qui signifie que l'objet pourrait être plus proche de 50 km de diamètre et un quintille de kilogrammes.
Ensemble, les données ont peint un tableau d'une planète glaciale / riche en eau (composée de 64% d'eau) qui était consommée par cette étoile, peut-être une comète comme Halley ou un fragment de planète nain comme C / 2016 R2.
Le deuxième auteur, le professeur Boris T. Gänsicke, Département de physique, Université de Warwick, a déclaré: « La nature volatile de WD 1647 + 375 fait comme des objets Kuiper-Belt (KBOS) dans notre système solaire – les objets glacés trouvés au-delà de l'orbite de Neptune. Nous pensons que la planetésimal est absorbé par la starte est la plus probable que le fagnement de la planeté.
« Ceci est basé sur sa composition riche en azote, la masse prédite élevée et le rapport glace / rock élevé de 2,5, ce qui est plus que KBOS typique et provient probablement de la croûte ou du manteau d'une planète de type Pluton. »
Il s'agit de la première découverte sans ambiguïté d'une naine blanche hydrogène-atmosphère absorbant purement une planète glacée. Que cet objet se soit formé dans le système planétaire autour de l'étoile d'origine ou soit plutôt une comète interstellaire capturée dans l'espace profond, reste une question ouverte. Quoi qu'il en soit, la constatation fournit des preuves convaincantes que des corps glacés et volatils existent dans les systèmes planétaires au-delà des nôtres.
La découverte met également en évidence le rôle unique de la spectroscopie ultraviolette pour sonder la composition de ces rares objets volatils au-delà de notre système solaire. Seuls les UV peuvent détecter les éléments volatils (carbone, soufre, oxygène et en particulier l'azote) et sera une partie importante des futures tentatives de recherche des éléments constitutifs de la vie autour des autres étoiles.
