Une étude internationale révèle qu’un tiers des étoiles de type solaire ont absorbé des planètes rocheuses, prédestinées à être détruites par leur étoile mère. Cela soulève des questions fascinantes sur l’évolution stellaire et notre propre destin face à un soleil qui deviendra bientôt une géante rouge, mettant en péril la Terre.
Une équipe de recherche internationale a déterminé qu’un tiers des étoiles similaires au Soleil (ou FGK) a détruit des planètes rocheuses d’une masse variant de 1 à 10 fois celle de la Terre. La Terre subira elle aussi un tel destin – ou sera expulsée – lorsque le Soleil se transformera en géante rouge.
Environ un tiers des étoiles similaires au Soleil (FGK) présente une concentration significative de métaux; cet « outrage » est causé par des planètes rocheuses analogues à la Terre qui ont été dévorées et détruites par l’étoile mère au cours de sa vie. Plus précisément, cela se produit durant la phase de séquence principale, la phase la plus durable – durant laquelle la star convertit l’hydrogène en hélium dans son noyau, maintenant la pression thermique et la force gravitationnelle stables. C’est ce que révèle une nouvelle étude qui a cherché à explorer les différences particulières de metallicité parmi les étoiles co-natales, c’est-à-dire celles qui se forment à partir de la même nébuleuse moléculaire géante (GMC). Théoriquement, ces astres devraient avoir une composition chimique similaire, mais des différences notables peuvent apparaître en termes de présence de métaux. Selon les chercheurs, cela s’explique par l’ingestion de planètes rocheuses.
Un groupe de recherche internationale dirigé par des scientifiques du Center for Interdisciplinary Exploration and Research in Astrophysics (CIERA) de l’université Northwestern (États-Unis), en collaboration avec le Département d’Astronomie et le Cornell Center for Astrophysics and Planetary Science de l’université Cornell et l’Institut Tsung-Dao Lee de l’université de Shanghai Jiao Tong, a déterminé que les anomalies dans la metallicité des étoiles proviennent de la destruction de planètes rocheuses et a proposé les causes possibles de ces événements apocalyptiques. Les chercheurs, dirigés par le professeur Christopher E. O’Connor, ont abouti à leurs conclusions après avoir développé un modèle paramétrique pour estimer les taux de formation et d’ingestion de planètes rocheuses au sein d’une classe d’étoiles.
Ils se sont concentrés sur les exoplanètes (planètes extrasolaires) à période ultra-courte (USP), c’est-à-dire des planètes rocheuses orbitant très près de leur étoile. Elles sont rares, avec seulement 0,5 pour cent des étoiles FGK qui en possèderaient. Ces corps célestes sont souvent en résonance orbitale avec l’étoile, comme la Lune avec la Terre, et atteignent des températures très élevées en raison de leur proximité. Grâce à leur modèle, le professeur O’Connor et ses collègues ont estimé qu’environ 30 pour cent des étoiles similaires au Soleil ont englouti des planètes rocheuses ayant une masse entre 1 et 10 fois celle de la Terre.
Plusieurs scénarios peuvent expliquer la destruction de ces corps par l’étoile durant la séquence principale. Dans l’un d’eux, appelé high-e, en raison de la gravité de l’étoile et de la proximité, les planètes USP avec une orbite fortement excentrique (elliptique) passent à une orbite circulaire jusqu’à être détruites. Dans un autre scénario appelé low-e, qui prend en compte les systèmes stellaires compacts avec trois planètes ou plus, l’excentricité d’une USP est poussée par les forces de marée à être engloutie par l’étoile, alors qu’une influencée par un autre planète est en mesure de briser la résonance. Selon O’Connor et ses collègues, le scénario low-e est considéré comme le plus probable.
Le résultat de ce phénomène est qu’environ 30 pour cent des étoiles similaires au Soleil affichent une concentration élevée de métaux en raison de la destruction des planètes rocheuses. Bien qu’il s’agisse d’une théorie avec certaines lacunes, elle offre un aperçu fascinant de l’évolution des systèmes stellaires éloignés et du fonctionnement de l’Univers. Le Soleil est destiné à mourir et se trouve à mi-chemin de son cycle de vie, mais dans un milliard d’années, il commencera à se transformer en gigante rouge, détruisant la Terre (elle l’engloberait ou l’expulserait dans l’espace profond, après avoir fait évaporer les océans et anéanti la vie par la radiation extrême). Si l’humanité souhaite survivre, elle devra rechercher un nouveau foyer à des années-lumière d’ici ; c’est pourquoi il est crucial de comprendre ce qui se passe dans l’espace profond. Les détails de la recherche « Pollution métallique dans les étoiles similaires au Soleil résultant de la destruction de planètes à période ultra-courte » ont été publiés sur ArXiv en attendant leur publication.