L'étoile naine blanche Gliese 86B est le petit point à gauche de l'étoile brillante. Crédit d'image: ESO. Cliquez pour agrandir.
L'équipe a découvert qu'une étoile connue sous le nom de Gliese 86 - faisant partie de la constellation méridionale Erinadus, et juste visible à l'œil nu - a un autre compagnon en plus de la planète géante gazeuse qui a été trouvée en orbite étroite autour d'elle il y a sept ans. Cependant, ce compagnon plus éloigné n'est pas une autre planète, mais une étoile naine blanche qui est à peu près aussi loin de Gliese 86 que Uranus du soleil. Cette découverte marque la première fois qu'une planète est découverte à proximité d'une naine blanche, et pourrait avoir des implications pour notre propre système solaire - qui sera lui-même centré sur une naine blanche dans quelques milliards d'années.
"Il s'agit de la première preuve observationnelle que les planètes peuvent survivre au processus de formation de naines blanches d'une étoile à plusieurs unités astronomiques", a déclaré Markus Mugrauer, membre de l'équipe de chercheurs, doctorant à l'Institut d'astrophysique et à l'Observatoire universitaire de l'Université de Jena, en Allemagne. «En théorie, les planètes voisines ne devraient pas survivre au processus de formation, mais cette découverte prouve que, si elles sont suffisamment éloignées, elles le peuvent. C'est intéressant parce que la plupart des étoiles de la galaxie, y compris la nôtre, finiront par évoluer en naines blanches. »
L'étude, que Mugrauer a menée avec le Dr Ralph Neuhaeuser, directeur des observations à l'institut d'astrophysique de l'université, a été publiée sous forme de lettre dans le numéro de mai des "Avis mensuels de la Royal Astronomical Society".
La planète elle-même a été découverte fin 1998 à l'observatoire suisse de La Silla et a été la première exoplanète découverte à l'aide d'un télescope à La Silla qui avait été équipé d'un spectrographe dans le but exprès de rechercher des planètes autour d'autres étoiles. Une analyse plus approfondie des mouvements de Gliese 86 a indiqué que l'étoile avait également un faible compagnon stellaire qui n'avait pas encore été observé, peut-être une naine brune - un objet avec une masse insuffisante pour soutenir la fusion dans son noyau.
"Personne n'était cependant sûr de ce que c'était", a déclaré Mugrauer. «Tout comme la planète elle-même avait été trouvée par son influence sur Gliese 86 mais n'avait pas été réellement« vue », le compagnon tirait sur l'étoile mais il était difficile de se séparer de la lumière de fond.»
Pour résoudre le compagnon de Gliese 86, la paire a utilisé des observations à contraste élevé en utilisant le très grand télescope de 8 m à La Silla avec un nouveau dispositif d'imagerie différentielle simultanée.
"Avec ces instruments, nous pouvons résoudre des objets environ 150 000 fois plus faibles que l'étoile centrale, mais qui sont toujours très proches d'eux", a déclaré Mugrauer. "Cela nous permet de rechercher des compagnons proches et très faibles de nos étoiles cibles."
Après avoir filtré le bruit de fond, ils ont trouvé le compagnon de Gliese en orbite à une distance d'environ 21 UA, mais ont été surpris de le trouver plus chaud que prévu - au moins 3700 Kelvin, trop chaud pour être un nain brun. À en juger par sa vitesse et sa distance de Gliese 86, ils ont également constaté que la naine blanche avait environ 55% de la masse de notre soleil, ce qui la rend plus petite que Gliese 86, qui a 70% de la masse de notre soleil.
"Mais comme une étoile perd une grande partie de sa masse en devenant une naine blanche, ce compagnon était autrefois beaucoup plus grand que Gliese 86, peut-être aussi grand que notre propre soleil ou même plus", a déclaré Mugrauer. «Il était beaucoup plus proche de Gliese 86 avant de devenir un nain blanc, peut-être 15 UA, ou une distance à mi-chemin entre les orbites de Saturne et d'Uranus dans notre propre système. Il a migré vers l'extérieur après avoir perdu de la masse au cours de son évolution en une naine blanche. »
En raison de la taille de la planète et de la distance de la géante rouge, a déclaré Mugrauer, l'évolution du compagnon n'aurait pas affecté de façon spectaculaire la taille de la planète.
"La gravité de la planète est tout simplement trop forte pour perdre de la masse à cause du matériau impactant et en raison de sa grande séparation", a-t-il déclaré. «Cependant, pendant la phase géante rouge, le compagnon aurait gonflé et serait devenu 10 000 de plus lumineux. Il serait également devenu la principale source de chaleur de la planète, la chauffant à 1 000 K ou plus. »
De nos jours, a-t-il dit, le compagnon apparaîtrait probablement comme une étoile très brillante dans le ciel nocturne de la planète, mais lui fournirait très peu de chaleur supplémentaire par rapport à Gliese 86, que la planète géante tourne à environ un dixième de la distance de la Terre. au soleil.
«Nous nous attendons à ce que des planètes lointaines - celles plus éloignées que Jupiter de notre soleil - puissent survivre à l'évolution d'une étoile de la géante rouge à la naine blanche. Ces observations tendent à confirmer cette attente », a déclaré Mugrauer. "Dans le système Gliese 86 en particulier, la séparation entre la naine blanche et l'exoplanète est suffisamment grande pour qu'il semble très possible qu'une planète puisse survivre à la phase géante rouge d'une naine G telle que notre soleil."
Mais Mugrauer a déclaré que lui et Neuhaeuser continueraient de rechercher des étoiles compagnes dans ce système et d'autres systèmes exoplanétaires parce que, malgré le nombre de planètes qui ont été trouvées entourant d'autres étoiles, on sait peu de choses sur les propriétés des planètes dans les systèmes binaires. Les planètes dans des binaires proches, comme Gliese 86, sont rares. "Gliese 86 est l'un des systèmes binaires les plus proches hébergeant une planète", a déclaré Mugrauer.
"Ces systèmes fournissent des informations importantes sur le processus de formation de la planète et comment la multiplicité de l'étoile hôte peut l'affecter", a-t-il déclaré. «Gliese 86 n'est qu'à environ 35 années-lumière de la Terre, elle était donc près du sommet de notre liste d'étoiles à explorer. Mais nous sommes sur le point de découvrir beaucoup plus. »
Écrit par Chad Boutin
