Autour d'une étoile morte, deux corps rocheux pourraient encore tourner au milieu des débris de son ancien système planétaire. Ils pourraient même être les fragments de planètes plus grandes.
Dans plusieurs milliards d'années, le Soleil gonflera en devenant une géante rouge. Il perdra ensuite ses couches extérieures et laissera derrière lui un cœur très dense, appelé naine blanche. Les planètes les plus proches risquent de ne pas survivre à cette transformation. Mais que deviendront les corps situés plus loin ?
Vue d'artiste de la naine blanche J1328−1450 entourée de débris et de deux anneaux de gaz séparés. Deux petits corps rocheux pourraient expliquer cette structure.
Illustration : ESO/L. Calçada, CC BY 4.0.
Une équipe d'astronomes a découvert un indice intéressant autour de J1328−1450, une naine blanche issue d'une étoile autrefois semblable au Soleil. Grâce au Very Large Telescope, installé au Chili, elle a étudié la lumière émise par les gaz qui tournent autour de cette étoile.
Les mesures ont révélé une organisation inhabituelle : le gaz semble former deux anneaux concentriques, séparés par une zone presque dépourvue de gaz.
Pourquoi deux anneaux plutôt qu'un seul ? Les astronomes privilégient l'idée que deux corps solides se trouvent chacun dans un anneau. En rencontrant les poussières qui les entourent, ils pourraient produire du gaz et contribuer à maintenir cette structure. Leur présence reste une hypothèse : aucun des deux corps n'a été observé directement.
Autre représentation artistique du disque de débris entourant la naine blanche J1328−1450. Les deux anneaux et les petits corps qui pourraient y circuler ne sont pas visibles directement par les télescopes.
Illustration : Fortuna and Gentile Fusillo, via ESO, CC BY 4.0.
En réalité, leur taille n'est pas connue. Les chercheurs ont calculé les diamètres maximaux auxquels ces corps pourraient résister sans être déchirés par l'attraction de la naine blanche. Pour celui de l'anneau intérieur, cette limite varie d'environ 45 à 172 kilomètres selon sa distance à l'étoile, en supposant un corps dense et solide. Il pourrait être beaucoup plus petit. Pour le corps extérieur, la limite pourrait atteindre environ 3 500 kilomètres dans les conditions les plus favorables, soit la taille de notre Lune.
Cette différence vient de la proximité de l'étoile. Sa gravité tire plus fortement sur la face d'un objet tournée vers elle que sur sa face opposée. Ces forces peuvent finir par le briser. Plus près de la naine blanche, un gros corps résiste donc difficilement, alors qu'un petit astéroïde suffisamment solide pourrait rester entier.
L'équipe a également identifié dans le gaz plusieurs éléments, dont le fer, le calcium, l'oxygène et le magnésium. On en trouve aussi dans les roches des planètes de notre Système solaire. Les deux anneaux n'ont pas la même composition, notamment en magnésium. Leurs matériaux pourraient provenir de deux corps différents, ou de parties distinctes d'une même planète, par exemple sa croûte et son intérieur.
Ces résultats montrent à quel point la fin d'un système planétaire peut être mouvementée. Des planètes peuvent être détruites et leurs restes former des anneaux. C'est peut-être un aperçu très lointain de ce qui attend notre propre Système solaire.
Les chercheurs veulent maintenant mieux comprendre ce qui entretient ces anneaux et vérifier si des corps rocheux en sont réellement responsables.