Cicatrice métallique trouvée sur une étoile cannibale

“Il est bien connu que certaines naines blanches – les braises refroidissant lentement 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, ce qui entraîne 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.

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 grande. “Nous avons démontré que ces métaux proviennent d'un fragment planétaire aussi grand, voire plus grand, que Vesta, qui mesure environ 500 kilomètres de diamètre et est le deuxième plus grand astéroïde du système solaire”, explique Jay Farihi, professeur à l'University College de Londres. 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.*

“Étonnamment, le matériau n'a pas été mélangé uniformément à la surface de l'étoile, comme le prédit la théorie. Au lieu de cela, cette cicatrice est une zone concentrée de matériau planétaire, maintenue en place par le même champ magnétique qui a guidé les fragments tombants”, explique co-auteur John Landstreet, professeur à l'Université Western, Canada, également affilié à l'Observatoire et Planétarium d'Armagh. “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

* Auparavant, les astronomes ont 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.