Impression d'artiste d'un disque de poussière autour de la naine blanche GD 362. Crédit d'image: Gémeaux Cliquez pour agrandir
Les astronomes ont aperçu des débris poussiéreux autour d'une étoile essentiellement morte où la gravité et le rayonnement auraient dû éliminer depuis longtemps tout signe de poussière? une découverte qui pourrait donner un aperçu de la disparition éventuelle de notre propre système solaire dans plusieurs milliards d'années.
Les résultats sont basés sur des observations infrarouges moyennes effectuées avec le télescope Frederick C. Gillett de 8 mètres Gemini (Gemini North) sur le Mauna Kea d'Hawaï. Les observations des Gémeaux révèlent une abondance étonnamment élevée de poussière en orbite autour d'une ancienne braise stellaire nommée GD 362.
"Ce n'est pas facile à expliquer", a déclaré Eric Becklin, astronome de l'UCLA et chercheur principal pour les observations Gemini. «Notre meilleure estimation est que quelque chose de similaire à un astéroïde ou peut-être même à une planète autour de cette étoile morte depuis longtemps est broyé et pulvérisé pour nourrir l'étoile de poussière. Le parallèle avec la disparition éventuelle de notre propre système solaire est effrayant. »
"Nous avons maintenant une fenêtre sur l'avenir de notre propre système planétaire", a déclaré Benjamin Zuckerman, professeur de physique et d'astronomie à l'UCLA, membre de l'Institut d'astrobiologie de la NASA et co-auteur de l'article basé sur les Gémeaux. «Pour la première fois peut-être, nous avons un aperçu de la façon dont des systèmes planétaires comme le nôtre pourraient se comporter dans des milliards d'années.»
"La raison pour laquelle cela est si intéressant est que cette naine blanche en particulier a de loin le plus de métaux dans son atmosphère de n'importe quelle naine blanche connue", a ajouté Zuckerman. «Cette naine blanche est aussi riche en calcium, magnésium et fer que notre propre soleil, et vous ne vous attendez à aucun de ces éléments plus lourds. Ceci est une surprise totale. Bien que nous ayons fait une avancée substantielle, des mystères importants subsistent. »
L'équipe de recherche comprend des scientifiques de l'UCLA, de la Carnegie Institution et du Gemini Observatory. Les résultats devraient être publiés dans un prochain numéro de l'Astrophysical Journal. Les résultats seront publiés simultanément avec des observations complémentaires dans le proche infrarouge effectuées par une équipe de l'Université du Texas dirigée par Mukremin Kilic à la NASA Infrared Telescope Facility, également sur Mauna Kea.
"Nous avons confirmé hors de tout doute que la poussière ne dort jamais!" ironise Inseok Song du Gemini Observatory, co-auteur de l'article. "Cette poussière ne devrait exister que pendant des centaines d'années avant d'être projetée dans l'étoile par gravité et vaporisée par des températures élevées dans l'atmosphère de l'étoile. Quelque chose garde cette étoile bien garnie de poussière pour que nous la détections aussi longtemps après sa mort. "
"Il y a juste quelques scénarios précieux qui peuvent expliquer autant de poussière autour d'une ancienne étoile comme celle-ci", a déclaré le professeur de physique et d'astronomie de l'UCLA, Michael Jura, qui a dirigé l'effort de modélisation de l'environnement de poussière autour de l'étoile. "Nous estimons que le GD 362 refroidit maintenant depuis aussi longtemps que cinq milliards d'années depuis le début des affres de l'étoile et, à ce moment-là, toute poussière aurait dû être entièrement éliminée."
Jura compare le disque aux anneaux familiers de Saturne et pense que la poussière autour de GD 362 pourrait être la conséquence de la destruction gravitationnelle relativement récente d'un grand "corps parent" qui s'est trop rapproché de l'étoile morte.
GD 362 est une étoile naine blanche. Il représente l'état final de l'évolution stellaire pour des étoiles comme le soleil et des étoiles plus massives comme l'ancêtre de celui-ci, qui avait une masse originale d'environ sept fois celle du soleil. Après avoir subi des réactions nucléaires pendant des millions d'années, le cœur du GD 362 a manqué de carburant et ne pouvait plus créer suffisamment de chaleur pour contrebalancer la poussée de la gravité vers l'intérieur. Après une courte période d'instabilité et de perte de masse, l'étoile s'est effondrée dans un cadavre chauffé à blanc. Les restes se refroidissent lentement sur plusieurs milliards d'années alors que la braise mourante fait son lent voyage dans l'oubli.
Sur la base de son taux de refroidissement, les astronomes estiment qu'entre deux et cinq milliards d'années se sont écoulées depuis la mort de GD 362.
"Ce long laps de temps expliquerait pourquoi il n'y a aucun signe d'une coquille de gaz incandescente connue sous le nom de nébuleuse planétaire provenant de l'expulsion du matériau lorsque l'étoile est morte", a déclaré Jay Farihi, membre de l'équipe et astronome des Gémeaux.
Au cours de son déclin thermonucléaire, le GD 362 a traversé une longue période de perte de masse, passant d'une masse d'environ sept fois celle du soleil à une ombre plus petite et d'une seule masse solaire de son ancien soi.
Bien qu'environ un quart de toutes les naines blanches contiennent des éléments plus lourds que l'hydrogène dans leur atmosphère, une seule autre naine blanche est connue pour contenir de la poussière. L'autre naine blanche poussiéreuse, désignée G29-38, a environ 100 fois moins de densité de poussière que GD 362.
Les observations Gemini ont été faites avec le spectrographe infrarouge moyen MICHELLE sur le télescope Gemini North sur Mauna Kea, Hawaii.
«Ces données sont phénoménales», a déclaré Alycia Weinberger de la Carnegie Institution. «L'observation de cette étoile a été un plaisir! Nous n'avons pu trouver les restes d'un système planétaire autour de cette étoile qu'en raison de la sensibilité extraordinaire des Gémeaux dans l'infrarouge moyen. Habituellement, vous avez besoin d'un vaisseau spatial pour bien faire cela. "
Les observations dans le moyen infrarouge Gemini étaient uniques dans leur capacité à confirmer les propriétés de la poussière responsable de l '«excès infrarouge» autour de GD 362. Les observations complémentaires dans le proche infrarouge de l'installation du télescope infrarouge et le document de l'équipe de l'Université du Texas ont fourni des contraintes clés sur l'environnement autour de l'étoile.
L'astronome et co-auteur de l'Université du Texas, Ted von Hippel, décrit comment les observations de l'Infrared Telescope Facility (IRTF) complètent les résultats des Gémeaux: «Le spectre IRTF exclut la possibilité que cette étoile puisse être une naine brune comme source de l'excès infrarouge. », A déclaré von Hippel. "La combinaison des deux ensembles de données fournit un cas convaincant pour un disque de poussière autour de GD 362."
Source d'origine: Communiqué de presse de l'UCLA
