Une naine brune ayant survécu à l'appétit d'une géante

Grâce au VLT de l'ESO, des astronomes ont découvert un système binaire dans lequel une naine brune de type Jupiter (1) gravite autour d'une étoile naine blanche (2) de la taille de la Terre. Mais le plus surprenant est que dans son passé, la naine brune s'est retrouvée sur une orbite située à l'intérieur de son étoile compagnon lorsque celle-ci était au stade de géante rouge.

"Un tel système doit avoir eu une histoire très troublée", indique Pierre Maxted de l'université de Keele en Angleterre. "Son existence montre que la naine brune est ressortie presque intacte d'un épisode dans lequel elle a été avalée par une géante rouge".


Les deux objets, séparés par seulement 400.000 kilomètres, soit à peu près la distance de la Terre à la Lune, gravitent l'un autour de l'autre en seulement deux heures, mais les deux astres n'ont pas toujours été si proches. Alors qu'ils étaient séparés par une distance équivalente à la distance Terre-Soleil, l'étoile s'est développée en géante rouge, son atmosphère s'est étendue au delà de l'orbite de la naine brune en avalant littéralement la planète. Selon Matt Burleigh de l'université de Leicester, la naine brune a survécu parce que son atmosphère d'azote était suffisamment dense pour supporter d'être complètement enveloppée par l'hydrogène de l'étoile.

Les deux compagnons ne se sont pas tirés de l'épreuve complètement indemnes, cependant. Tandis que la naine brune tombait en spirale vers le noyau de l'étoile, "les ondes de chocs produites par la rencontre ont déchiqueté la géante rouge", explique Maxted. Et bien que la naine brune ait survécu en conservant sa masse, soit environ 55 fois la masse de Jupiter, elle orbite maintenant beaucoup plus près de l'étoile et se retrouve surchauffée, à la fois par le rayonnement stellaire direct et par les forces de marée.

Selon la théorie de la relativité, la distance entre les deux corps ira en diminuant avec le temps. Dans quelque 1,4 milliard d'année, "la période orbitale (des deux corps) diminuera jusqu'à un peu plus d'une heure", indique Ralf Napiwotzki de l'université de Hertfordshire, qui a découvert la naine brune et sa proximité avec la naine blanche en utilisant des données spectrales rassemblées par le VLT. "Lors de cette phase, les deux objets seront si proches que la naine blanche agira comme un aspirateur géant, en engloutissant les gaz de son compagnon".

Notes:

(1) Les naines brunes sont des étoiles "ratées" qui font moins de 75 fois la masse de Jupiter et qui n'ont pu démarrer une réaction de fusion nucléaire dans leur noyau.

(2) Une naine blanche est une étoile de la taille de la Terre, chaude et extrêmement dense qui représente le stade final de l'évolution d'étoiles telles que notre Soleil. Pendant la majeure partie de sa vie, elle tire son énergie principalement de la transformation de l'hydrogène en hélium. Lorsque tout l'hydrogène est épuisé (dans plusieurs milliards d'années pour notre Soleil), des changements profonds et de plus en plus rapides interviennent, qui mènent finalement à sa mort. Son diamètre augmente alors considérablement et l'étoile devient une géante rouge. Plus tard, elle expulsera une quantité énorme de gaz et apparaîtra comme une nébuleuse planétaire. Une fois cette nébuleuse planétaire dissoute, il ne reste plus qu'une naine blanche.