Grâce à une multitude de télescopes dans l'espace et sur Terre – et même à une paire d'astronomes amateurs en Arizona – un astronome de l'Université du Wisconsin-Madison et ses collègues ont découvert une planète de la taille de Jupiter en orbite à une vitesse vertigineuse autour d'une naine blanche lointaine. étoile. Le système, situé à approximativement 80 années-lumière, viole toutes les conventions courantes concernant les étoiles et les planètes. La naine blanche est le vestige d'une étoile semblable au soleil, considérablement rétrécie à environ la taille de la Terre, mais elle preserve la moitié de la masse du soleil. La planète large plane au-dessus de sa minuscule étoile, qu'elle tourne toutes les 34 heures grâce à une orbite incroyablement proche. En revanche, Mercure prend 90 jours relativement léthargiques pour orbiter autour du soleil. Bien qu'il y ait eu des indices de grandes planètes en orbite près de naines blanches dans le passé, les nouvelles découvertes sont la preuve la additionally claire à ce jour de l'existence de ces couples bizarres. Cette confirmation fulfilled en évidence les diverses façons dont les systèmes stellaires peuvent évoluer et peut donner un aperçu du destin de notre propre système solaire. Un tel système de nain blanc pourrait même fournir un arrangement habitable uncommon pour que la vie apparaisse à la lumière d'une étoile mourante.




« Nous n'avons jamais vu la preuve d'une planète qui se rapproche si près d'une naine blanche et survit. C'est une agréable surprise », déclare le chercheur principal Andrew Vanderburg, qui a récemment rejoint le département d'astronomie de l'UW-Madison en tant que professeur assistant. Vanderburg a terminé le travail en tant que boursier indépendant de la NASA Sagan à l'Université du Texas à Austin.

Les chercheurs ont publié leurs résultats le 16 septembre dans la revue Mother nature. Vanderburg a dirigé une grande collaboration internationale d'astronomes qui ont analysé les données. Les télescopes contributeurs comprenaient le télescope de chasse aux exoplanètes de la NASA TESS et deux grands télescopes au sol dans les îles Canaries.




Vanderburg était à l'origine attiré par l'étude des naines blanches – les restes d'étoiles de la taille d'un soleil après avoir épuisé leur flamable nucléaire – et leurs planètes par accident. Pendant ses études supérieures, il examinait les données du prédécesseur de TESS, le télescope spatial Kepler, et remarqua une naine blanche entourée d'un nuage de débris.

« Ce que nous avons fini par découvrir, c'est que c'était une planète mineure ou un astéroïde qui était déchiré pendant que nous regardions, ce qui était vraiment cool », dit Vanderburg. La planète avait été détruite par la gravité de l'étoile après que sa transition vers une naine blanche ait fait tomber l'orbite de la planète vers l'étoile.

Depuis, Vanderburg se demande si les planètes, en particulier les moreover grandes, pourraient survivre au voyage vers une étoile vieillissante.

En scannant les données de milliers de systèmes de naines blanches collectées par TESS, les chercheurs ont repéré une étoile dont la luminosité diminuait de moitié approximativement tous les un jour et demi, signe que quelque selected de grand passait devant l'étoile sur un étroit, orbite ultra-rapide. Mais il était difficile d'interpréter les données auto l'éblouissement d'une étoile proche interférait avec les mesures de TESS. Pour surmonter cet impediment, les astronomes ont complété les données TESS de télescopes au sol à in addition haute résolution, dont trois dirigés par des astronomes amateurs.

« Une fois que l'éblouissement a été maîtrisé, en une nuit, ils ont obtenu des données beaucoup plus belles et beaucoup in addition propres que celles que nous avons obtenues avec un mois d'observations depuis l'espace », explique Vanderburg. Parce que les naines blanches sont tellement additionally petites que les étoiles normales, les grandes planètes passant devant elles bloquent une grande partie de la lumière de l'étoile, ce qui simplifie beaucoup la détection par des télescopes au sol.

Les données ont révélé qu'une planète à peu près de la taille de Jupiter, peut-être un peu moreover grande, était en orbite très près de son étoile. L'équipe de Vanderburg pense que la géante gazeuse a commencé beaucoup moreover loin de l'étoile et s'est déplacée sur son orbite actuelle après que l'étoile soit devenue une naine blanche.

La issue est devenue: comment cette planète a-t-elle pu éviter d'être déchirée pendant le bouleversement ? Les modèles précédents d'interactions naine-planète blanche ne semblaient pas correspondre à ce système stellaire particulier.

Les chercheurs ont exécuté de nouvelles simulations qui ont fourni une réponse potentielle au mystère. Lorsque l'étoile a manqué de carburant, elle s'est développée en une géante rouge, engloutissant toutes les planètes proches et déstabilisant la planète de la taille de Jupiter qui orbite plus loin. Cela a amené la planète à prendre une orbite ovale exagérée qui est passée très près de la naine blanche maintenant rétrécie, mais a également projeté la planète très loin au sommet de l'orbite.

Au cours des éons, l'interaction gravitationnelle entre la naine blanche et sa planète a lentement dispersé l'énergie, guidant finalement la planète dans une orbite circulaire serrée qui ne prend qu'un jour et demi. Ce processus prend du temps – des milliards d'années. Cette naine blanche particulière est l'une des in addition anciennes observées par le télescope TESS à presque 6 milliards d'années, suffisamment de temps pour ralentir son énorme partenaire planétaire.

Bien que les naines blanches ne conduisent moreover de fusion nucléaire, elles libèrent toujours de la lumière et de la chaleur en se refroidissant. Il est probable qu'une planète suffisamment proche d'une telle étoile mourante se retrouve dans la zone habitable, la région proche d'une étoile où de l'eau liquide peut exister, supposée nécessaire à la vie et à sa survie.

Maintenant que la recherche a confirmé que ces systèmes existent, ils offrent une opportunité alléchante de rechercher d'autres formes de vie. La construction one of a kind des systèmes de planètes naines blanches offre une occasion idéale d'étudier les signatures chimiques des atmosphères des planètes en orbite, un moyen potentiel de rechercher des signes de vie de loin.

« Je pense que la partie la plus passionnante de ce travail est ce que cela signifie à la fois pour l'habitabilité en général – peut-il y avoir des régions hospitalières dans ces systèmes solaires morts – et aussi notre capacité à trouver des preuves de cette habitabilité », déclare Vanderburg.