Les astronomes savent depuis longtemps comment les planètes se forment, mais les lorsque de celui-ci a toujours été floue. Si la conclusion d’une équipe de l’Université de Cambridge à partir d’une étude sur les étoiles naines blanches s’avère correcte, cette question a reçu une réponse.
Le débat porte essentiellement sur la question de savoir si les étoiles se sont formées en premier, suivies des planètes des millions d’années plus tard, ou si les étoiles et les planètes ont grandi ensemble. Selon Amy Bonsor du Cambridge Institute of Astronomy, la question peut être réglée en examinant les atmosphères entourant les naines blanches “polluées”. Le Dr Bonsor est le premier auteur d’une étude qui vient d’être publiée dans La nature.
“Certaines naines blanches sont des laboratoires étonnants, car leurs atmosphères minces ressemblent presque à des cimetières célestes”, a déclaré Bonsor.
Ces cimetières sont hantés par les restes de matériaux qui entouraient autrefois les étoiles, a déclaré Bonsor. Ces étoiles ressemblent beaucoup à notre Soleil, qui est trop petit pour créer une supernova. Il perdra probablement ses couches externes en vieillissant, rétrécissant à une fraction de sa taille tout en continuant à émettre une faible lumière avant de finalement (théoriquement) se fondre en une naine noire morte et froide.
Les naines blanches dites polluées contiennent beaucoup d’éléments lourds – comme le magnésium, le fer et le calcium – et proviennent d’astéroïdes laissés par la formation planétaire. L’examen de ces restes d’astéroïdes, a déclaré Bonsor, donne aux astronomes un aperçu de l’intérieur des astéroïdes, ce qui aide à comprendre comment ils se sont formés.
En examinant les éléments de ces cimetières stellaires, Bonsor et son équipe sont parvenues à une seule conclusion : les planètes doivent s’être formées tôt, lorsque de jeunes étoiles ont éjecté des isotopes radioactifs à courte durée de vie qui ont fait fondre des planétésimaux minuscules mais en croissance, comme la Terre primitive. .
Ces isotopes radioactifs, a déclaré Bonsor, brûlent en environ un million d’années. “En d’autres termes, si ces astéroïdes ont été fondus par quelque chose qui n’existe que pendant une très courte période à l’aube du système planétaire, alors le processus de formation des planètes doit démarrer très rapidement”, a déclaré Bonsor.
Les couches ne se forment pas par accident
La Terre est connue comme une planète différenciée, ce qui signifie qu’elle a des couches de composition distinctes. Afin d’acquérir ces couches, les planètes doivent accumuler beaucoup de matière à partir du nuage moléculaire d’une étoile en croissance.
La gravité effectue une partie du travail pour déplacer les éléments plus lourds – comme le fer dans le noyau de la Terre – vers le centre de la planète, tandis que les éléments plus légers se déplacent vers la surface. Cette différenciation dans les couches planétaires est facilitée par la gravité, mais la chaleur intense des isotopes radioactifs à courte durée de vie joue un rôle central, selon la recherche.
“L’analyse des naines blanches polluées nous indique que ce processus de fusion radioactive est un mécanisme potentiellement omniprésent affectant la formation de toutes les planètes extrasolaires”, a déclaré Bonsor.
L’équipe de Bonsor désigne le 26Al comme l’élément qui effectue la majeure partie du travail de fusion, du moins dans notre système solaire. Les chercheurs pensent que l’isotope d’aluminium à courte durée de vie a peut-être également joué un rôle dans la stimulation des conditions environnementales sur Terre qui ont conduit à la formation de la vie.
Des chercheurs de l’Université d’Oxford, de la Ludwig-Maximilians-Universität de Munich, de l’Université de Groningen et de l’Institut Max Planck pour la recherche sur le système solaire ont également participé au projet.
Douanes Bonsor Le registre que les données qu’ils ont utilisées ont été collectées à partir de spectrographes au sol, ce qui signifie que “beaucoup peut être fait avec des télescopes relativement modestes”. Bonne nouvelle pour les futures études sur les naines blanches et la formation planétaire.
“Ce n’est que le début – chaque fois que nous trouvons une nouvelle naine blanche, nous pouvons recueillir plus de preuves et en savoir plus sur la formation des planètes. C’est incroyable que nous puissions sonder des processus comme celui-ci dans les systèmes exoplanétaires”, a déclaré Bonsor. ®
