Une équipe d’astronomes, dirigée par Brooke Kotten de l’Université du Michigan, a déterminé que l’étoile TOI-5882, située à environ 1 300 années-lumière, a probablement englouti l’une de ses planètes. Cette découverte, publiée dans The Astrophysical Journal, s’appuie sur une concentration anormalement élevée de lithium dans l’atmosphère de l’étoile.
La signature chimique du lithium comme preuve
L’astronomie se heurte souvent à un problème de timing : l’engloutissement planétaire est un événement brutal qui se déroule en quelques jours ou semaines. Pour détecter un tel phénomène, les chercheurs ne peuvent pas compter sur l’observation directe, mais doivent traquer des indices chimiques. Le lithium est ici l’élément clé.
Selon India Today, les étoiles possèdent naturellement peu de lithium, alors que les planètes en sont riches. Lorsqu’une étoile consume un monde, elle absorbe ce lithium, modifiant sa composition atmosphérique de manière détectable par spectroscopie.
« On est ce que l’on mange, n’est-ce pas ? Nous savons qu’il y a beaucoup plus de lithium dans les matériaux planétaires que dans les étoiles. Donc, si une étoile mange une planète, elle va absorber une quantité importante de lithium. »Brooke Kotten, chercheuse doctorante au département d’astronomie de l’Université du Michigan
Pour valider cette anomalie, l’équipe a utilisé le Tillinghast Reflector Echelle Spectrograph (TRES) de l’observatoire Fred Lawrence Whipple en Arizona. Ils ont comparé TOI-5882 à un groupe témoin de 62 étoiles présentant une masse, un âge et une température similaires. Les données sont sans appel : TOI-5882 se classe parmi les étoiles les plus riches en lithium de l’échantillon, se situant au-dessus d’au moins 97 % des étoiles comparables.
L’influence gravitationnelle d’une naine brune
Le cas de TOI-5882 est singulier car l’étoile n’est pas encore entrée dans sa phase de géante rouge, l’étape où l’expansion stellaire provoque habituellement l’absorption des planètes proches. Un autre facteur semble avoir précipité le destin de la planète disparue : la présence d’une naine brune massive.
Comme le rapporte Scientific Frontline, cette naine brune, dont la masse est plus de 20 fois celle de Jupiter, pourrait avoir déstabilisé l’orbite de la planète. Par un effet de perturbation gravitationnelle, l’astre aurait poussé le monde condamné dans une spirale descendante vers son étoile hôte.
L’estimation de la taille de la victime est proportionnelle à l’enrichissement en lithium observé. Les scientifiques estiment que le corps céleste dévoré possédait une masse comprise entre quelques fois celle de la Terre et la taille de Neptune.
Une enquête forensique à l’échelle cosmique
L’approche adoptée par les chercheurs s’apparente davantage à une scène de crime qu’à une observation astronomique classique. Puisque l’événement est déjà terminé, il faut reconstruire la chronologie à partir de résidus élémentaires.
« Ce domaine est passionnant parce que l’on résout un mystère. Nous ne pouvons pas regarder le crime se produire, nous devons donc travailler avec tous les indices dont nous disposons pour découvrir le coupable. »Brooke Kotten, Université du Michigan
Le Dr Seth Jacobson, co-auteur de l’étude et professeur à la Michigan State University, utilise une analogie concrète pour expliquer comment le lithium s’accumule dans l’atmosphère stellaire, selon des informations relayées par Labroots.
« Les atomes de lithium apportés à une étoile par l’engloutissement d’une planète sont comme des supporters arrivant dans un stade. Il se peut qu’il y ait déjà quelques supporters arrivés en avance, représentant la quantité initiale de lithium dans l’atmosphère stellaire, mais ils sont rapidement surpassés en nombre. »Dr Seth Jacobson, Michigan State University
Cette accumulation rapide crée un signal chimique si fort qu’il survit à l’incinération initiale, permettant aux astronomes de confirmer que l’étoile a “mangé” un compagnon orbital.
Le miroir du futur pour notre système solaire
L’étude de TOI-5882 dépasse la simple curiosité sur une étoile lointaine ; elle offre un aperçu des cycles de vie des systèmes planétaires et, par extension, de notre propre avenir. Le Soleil suivra un chemin similaire, bien que selon un calendrier différent.
Dans environ 5 milliards d’années, le Soleil devrait s’étendre pour devenir une géante rouge. Ce processus entraînera probablement l’engloutissement de Mercure et Vénus, et potentiellement de la Terre. L’observation de TOI-5882 permet donc d’affiner les modèles computationnels sur la stabilité orbitale et la décomposition des planètes lors de leur collision avec une étoile.
En identifiant ces signatures de lithium à travers la galaxie, les chercheurs espèrent mieux comprendre la volatilité des systèmes exoplanétaires. Cette capacité à détecter des planètes “disparues” pourrait modifier notre compréhension de la fréquence des systèmes stables et, à terme, aider à identifier les zones où la vie pourrait durablement s’installer sans être menacée par des perturbations gravitationnelles massives.
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