Dans notre quartier stellaire à proximité, une étoile brûlée grignote sur un fragment d'un objet en forme de pluto. Avec sa capacité ultraviolette unique, seul le télescope spatial Hubble de la NASA pourrait identifier que ce repas a lieu.
Le reste stellaire est un nain blanc environ la moitié de la masse de notre soleil, mais qui est densément emballé dans un corps de la taille de la terre. Les scientifiques pensent que l'immense gravité du nain s'est arrêtée et a déchiré un analogue glacé de Pluton de la propre version du système de la ceinture Kuiper, un anneau glacé de débris qui encercle notre système solaire. Les résultats ont été signalés le 18 septembre dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.
Les chercheurs ont pu déterminer ce carnage en analysant la composition chimique de l'objet condamné lorsque ses pièces sont tombées sur le nain blanc. En particulier, ils ont détecté des «volatiles» – des substances avec des points d'ébullition faibles, y compris le carbone, le soufre, l'azote et une teneur élevée en oxygène qui suggère la forte présence d'eau.
« Nous avons été surpris », a déclaré Snehalata Sahu de l'Université de Warwick au Royaume-Uni. SAHU a mené l'analyse des données d'une étude de Hubble sur les nains blancs.
« Nous ne nous attendions pas à trouver de l'eau ou un autre contenu glacé. C'est parce que les objets de type COMETS et Kuiper sont sortis de leurs systèmes planétaires tôt, alors que leurs étoiles évoluent en nains blancs. Mais ici, nous détectons ce matériau très volatil.
Seulement avec Hubble
En utilisant le spectrographe Cosmic Origins de Hubble, l'équipe a constaté que les fragments étaient composés de 64% de glace d'eau. Le fait qu'ils aient détecté tant de glace signifiaient que les pièces faisaient partie d'un objet très massif qui s'est formé loin dans l'analogue glacé de la ceinture Kuiper du système des étoiles. En utilisant des données Hubble, les scientifiques ont calculé que l'objet était plus grand que les comètes typiques et peut être un fragment d'une exo-plluto.
Ils ont également détecté une grande fraction d'azote – la plus élevée jamais détectée dans les systèmes de débris nains blancs. « Nous savons que la surface de Pluton est recouverte d'azote », a déclaré Sahu. « Nous pensons que le nain blanc a accrélé des fragments de la croûte et du manteau d'une planète naine. »
L'accrétion de ces objets riches volatils par les nains blancs est très difficile à détecter dans la lumière visible. Ces éléments volatils ne peuvent être détectés qu'avec une sensibilité unique à la lumière ultraviolette unique de Hubble. Dans la lumière optique, le nain blanc apparaîtrait ordinaire.
À environ 260 années-lumière, le nain blanc est un voisin cosmique relativement proche. Dans le passé, alors que c'était une étoile semblable à un soleil, il aurait été censé accueillir des planètes et un analogue à notre ceinture Kuiper.
Comme voir notre soleil à l'avenir
Dans des milliards d'années, lorsque notre soleil s'épuise et s'effondre à un nain blanc, les objets de la ceinture de Kuiper seront tirés par l'immense gravité du Remnant stellaire. « Ces planétésimaux seront alors perturbés et accrétés », a déclaré Sahu. « Si un observateur extraterrestre regarde notre système solaire dans un avenir de loin, il pourrait voir le même genre de restes que nous voyons aujourd'hui autour de ce nain blanc. »
L'équipe espère utiliser le télescope spatial James Webb de la NASA pour détecter les caractéristiques moléculaires des volatiles tels que la vapeur d'eau et les carbonates en observant cette naine blanche dans la lumière infrarouge. En étudiant davantage les naines blanches, les scientifiques peuvent mieux comprendre la fréquence et la composition de ces événements d'accrétion riche en volatils.
Sahu suit également la récente découverte de la comète interstellaire 3i / Atlas. Elle est impatient d'apprendre sa composition chimique, en particulier sa fraction d'eau. « Ces types d'études nous aideront à en savoir plus sur la formation de planète. Ils peuvent également nous aider à comprendre comment l'eau est livrée aux planètes rocheuses », a déclaré Sahu.
Boris Gänsicke, de l'Université de Warwick et visiteur de l'Institut de l'Espagne de Astrofisica de Canarias, a été le chercheur principal du programme Hubble qui a conduit à cette découverte.
« Nous avons observé plus de 500 nains blancs avec Hubble. Nous avons déjà beaucoup appris sur les éléments constitutifs et les fragments de planètes, mais j'ai été absolument ravi que nous ayons maintenant identifié un système qui ressemble aux objets dans les bords extérieurs glaciaux de notre système solaire », a déclaré Gänsicke. « La mesure de la composition d'une exo-plluto est une contribution importante à notre compréhension de la formation et de l'évolution de ces corps. »
