image légendée

Vue artistique de la naine blanche et de la planète qui tourne autour ©ESO/M. Kornmesser

C’est une découverte fortuite : en examinant près de 7 000 naines blanches, ces restes d’étoiles mourantes, une équipe de l’université de Warwick, au Royaume-Uni, a observé une étoile différente des autres, car dans le spectre de cette étoile apparaissaient des indices d’éléments chimiques qui n’auraient pas dû s’y trouver.

L’étoile en question, baptisée WDJ0914+1914, a ensuite été étudiée par l’instrument X-Shooter installé sur l’un des télescopes de huit mètres de l’observatoire européen austral (Eso).

Ces observations ont confirmé la présence d’hydrogène, d’oxygène et de souffre dans l’environnement de la naine blanche. L’étude détaillée du spectre, acquis par X-Shooter, a permis à l’équipe de localiser ces éléments, non pas dans l’atmosphère stellaire, mais au sein d’un disque de gaz tourbillonnant autour de la naine blanche.

Les quantités d’hydrogène, d’oxygène et de souffre détectées sont semblables à celles caractérisant les couches atmosphériques profondes des planètes glacées et géantes, telles que Neptune et Uranus. Dans l’éventualité où une telle planète se trouverait dans l’orbite proche d’une naine blanche chaude, l’intense rayonnement ultraviolet en provenance de l’étoile expulserait ses enveloppes externes et une partie du gaz éjecté se concentrerait en un disque tourbillonnant autour de la naine blanche. C’est ce que pensent avoir détecté les scientifiques autour de WDJ0914+1914 : la première planète s’évaporant tout en orbitant autour d’une naine blanche.

image légendée

L’Eso est construit autour de quatre télescopes de huit mètres de diamètre. L’un d’eux a permis d’en savoir plus sur cette naine blanche atypique © Eso/Y. Beletsky

En combinant les données des observations aux modèles théoriques, l’équipe d’astronomes du Royaume-Uni, du Chili et d’Allemagne a été en mesure de dresser le portrait le plus fidèle possible de ce système unique. La naine blanche est caractérisée par de faibles dimensions et une température de surface élevée, avoisinant 28 000 °C, soit cinq fois la température de notre Soleil. Par opposition, la planète apparaît glacée et géante – au moins deux fois plus étendue que l’étoile.

Parce qu’elle est en orbite autour de la naine blanche chaude à faible distance, effectuant une révolution complète en dix jours seulement, les photons hautement énergétiques émis par l’étoile expulsent progressivement l’atmosphère planétaire. La plupart du gaz s’échappe, le reste se retrouve piégé au sein d’un disque tourbillonnant vers l’étoile à la vitesse de 3000 tonnes par seconde. C’est précisément la présence de ce disque qui révèle l’existence de cette planète de type Neptune.

Les étoiles semblables à notre Soleil consument l’hydrogène composant leurs noyaux durant la majeure partie de leur existence. Lorsque ce carburant vient à manquer, elles se transforment en géantes rouges : leurs volumes augmentant considérablement, elles engloutissent les planètes les plus proches. Dans le cas du Système solaire, Mercure, Vénus et la Terre se verront absorber par le Soleil devenu géante rouge d’ici 5 milliards d’années. Puis, les étoiles de type Soleil perdent leurs enveloppes externes. Il reste alors leur seul noyau consumé, une naine blanche. Ces vestiges stellaires peuvent être environnés de planètes.

Nombre de ces systèmes stellaires sont supposés exister dans notre galaxie. Toutefois, les scientifiques n’avaient pas encore découvert les preuves de la survie d’une planète géante en périphérie d’une naine blanche. La détection d’une exoplanète en orbite autour de WDJ0914+1914, à quelque 1500 années-lumière dans la constellation du Cancer, pourrait bien constituer la première d’une longue série de découvertes de ce type de système.