Dans plusieurs milliards d’années, le Soleil grossira jusqu’à plusieurs fois sa taille actuelle, enveloppant les planètes intérieures du Système solaire, dont probablement la Terre. De nombreuses planètes dans d’autres systèmes font face à un destin similaire à mesure que leurs étoiles hôtes prennent de l’âge. A priori, ces mondes engloutis ne devraient pas s’en remettre. Il y a quelques années, des astronomes de l’Institut d’astronomie de l’Université d’Hawaï ont pourtant fait la découverte remarquable d’une planète qui a visiblement survécu.
Les géantes rouges
Au début de leur vie, les étoiles, y compris notre Soleil, brûlent de l’hydrogène en hélium dans leur cœur par des réactions nucléaires. On appelle cette phase la séquence principale. Puis, lorsque l’hydrogène de l’étoile est presque entièrement converti en hélium, la réaction nucléaire diminue. La pression exercée par la fusion nucléaire diminue à son tour, tandis que la gravité continue de comprimer le coeur de l’étoile. Sous l’effet de la gravité, ce coeur se contracte, tandis que les couches externes commencent à se dilater. Ce processus provoque finalement une augmentation de la taille de l’étoile et elle se transforme en géante rouge. Pendant cette phase, l’étoile devient plus lumineuse et plus froide.
Naturellement, pendant cette phase d’expansion, les planètes concernées subissent des forces de marée intenses, tandis que les températures et les pressions sont extrêmes. Celles qui étaient initialement en orbite autour de leur étoile sont alors englouties ou absorbées, tandis que leurs matériaux se mélangent aux couches externes de l’étoile. Cependant, il peut arriver que certaines planètes s’en sortent malgré tout. C’est notamment le cas de 8 UMi b, surnommée Halla, une planète de type Jupiter.
Une « survivante extraordinaire »
En s’appuyant sur plusieurs observatoires, des astronomes ont déterminé que cette planète évoluait autour de son étoile géante rouge à seulement la moitié de la distance séparant la Terre et le soleil. Au départ, cette observation n’avait rien de très surprenant. En utilisant les observations des oscillations stellaires de cette étoile à partir du satellite TESS, ils ont toutefois découvert que cette étoile brûlait de l’hélium dans son noyau. Cela signifie qu’elle s’était déjà énormément étendue en une étoile géante rouge au moins une fois auparavant. L’étoile aurait en effet gonflé jusqu’à 1,5 fois la distance orbitale de la planète, engloutissant celle-ci dans le processus, avant de se réduire à sa taille actuelle, à seulement un dixième de cette distance.
« L’engloutissement planétaire a des conséquences catastrophiques pour la planète ou l’étoile elle-même, ou les deux. Le fait qu’Halla ait réussi à persister dans le voisinage immédiat d’une étoile géante qui l’aurait autrement engloutie fait de cette planète une survivante extraordinaire« , note l’astronome Marc Hon, principal auteur de l’étude publiée dans Nature.
Comment expliquer une telle résilience ?
Les chercheurs proposent deux théories principales. La première propose que cette planète n’ait en réalité jamais été confrontée à ce danger d’engloutissement. Semblable à la célèbre planète Tatooine de Star Wars, qui orbite autour de deux soleils, l’équipe pense que l’étoile hôte pourrait en effet être le résultat de la fusion de deux étoiles originelles. Une telle fusion pourrait alors peut-être avoir empêché l’une d’entre elles de s’étendre suffisamment pour engloutir la planète.
Une autre possibilité est qu’Halla soit un nouveau-né. Autrement dit, cette violente collision entre les deux étoiles, encore hypothétique, pourrait avoir produit un nuage de gaz à partir duquel la planète se serait formée. Il s’agirait dans ce cas d’une planète de « deuxième génération ».
Ainsi, la découverte d’Halla, une planète ayant survécu à l’expansion de son étoile en géante rouge, remet en question notre compréhension de la dynamique stellaire et planétaire. Alors que le destin de nombreuses planètes est d’être englouties par leurs étoiles vieillissantes, Halla présente un cas unique de résilience cosmique. Les théories proposées par les astronomes, qu’il s’agisse d’une fusion stellaire prévenant l’engloutissement ou de la formation de la planète à partir des débris d’une telle fusion, illustrent la complexité et les surprises de l’évolution stellaire.
Cette découverte ouvre de nouvelles perspectives sur les interactions entre étoiles et planètes, et sur la possibilité de la survie des mondes dans des conditions extrêmes. À mesure que notre propre Soleil approche de sa phase de géante rouge dans plusieurs milliards d’années, des études comme celle-ci enrichissent notre compréhension des mécanismes cosmiques à l’œuvre et des potentielles destinées de notre propre planète. Halla, la planète survivante, symbolise ainsi l’adaptabilité et la résistance de la matière céleste face aux forces titanesques de l’Univers.
