Le télescope James-Webb confirme que l’on a vu une exoplanète tomber sur une étoile

Il y a 30 ans, la découverte de la première exoplanète de type Jupiter chaudeJupiter chaude, et celles des autres du même type qui ont rapidement suivi, a forcé les mécaniciens célestes hérités des travaux de Lagrange, Laplace, Gauss et Poincaré à prendre très au sérieux le concept de migration planétaire.

Mais, en 2020, lorsque le Zwicky Transient Facility (nommé d’après l’astronomeastronome Fritz Zwicky) – un relevé astronomique du ciel à grand champ de l’observatoire PalomarPalomar situé en Californie, conçu pour détecter les objets transitoires dont la luminositéluminosité change rapidement tels que les supernovas, les sursauts gamma et les collisions entre deux étoiles à neutrons – a fait la découverte de l’événement ZTF SLRN-2020, il n’était pas encore clair qu’un rapprochement était nécessaire avec ce concept de migration pour élucider la nature des observations réalisées.

En fait, ZTF SLRN-2020 s’interprète comme l’occurrence d’une nova rouge sublumineuse (SLRN) résultant de l’engloutissement d’une exoplanète par une étoile, comme l’explique un article publié dans The Astrophysical Journal. Il s’agit du troisième engloutissement de planète observé et le premier dans une étoile plus ancienne. La planète engloutie était sans doute une Jupiter chaude d’une masse d’environ 10 M_J.

Une nova rouge sublumineuse

Ce sont les observations du télescope spatial James-Webb qui nous obligent maintenant, en conjonctionconjonction avec celles faites auparavant avec le Neowise (Near-Earth Object Wide-field Infrared Survey Explorer) de la NasaNasa, à revoir le scénario explicatif de ZTF SLRN-2020.

Les astrophysiciensastrophysiciens pensaient d’abord qu’ils avaient assisté à l’engloutissement d’une exoplanète située à environ 12 000 années-lumièreannées-lumière du Système solaireSystème solaire par une étoile en phase géante rougegéante rouge, avec donc ses couches supérieures qui se dilataient. Une fin similaire devrait attendre MercureMercure, VénusVénus et peut-être la Terre dans un peu plus de 5 milliards d’années.

Les données de Neowise obtenues laissaient penser qu’un an avant ZTF SLRN-2020, l’étoile était devenue plus brillante dans l’infrarougeinfrarouge, ce qui s’expliquait par la formation d’une grande quantité de poussières froides et s’accordait bien avec le scénario de dilation d’une géante rouge dont on sait qu’il s’accompagne de la formation de ces poussières.

Mais les données de Webb ont montré finalement que l’étoile derrière ZTF SLRN-2020 n’est finalement pas en phase géante rouge, mais juste un peu moins massive que le SoleilSoleil et pas en fin de vie ! Il a donc fallu en conclure qu’une exoplanète était en cours de migration et qu’elle est finalement tombée sur la surface de son soleil, provoquant une nova rouge sublumineuse.

Les novaenovae rouges classiques sont, quant à elles, plus lumineuses car elles seraient le produit de la collision avec fusionfusion de deux naines rougesnaines rouges, un événement nettement moins énergétique que lorsqu’il s’agit d’une nova de type SNSN Ia avec une collision de deux naines blanches.

Une illustration et des explications de la Nasa

• Panneau 1 : La planète avait environ la taille de Jupiter et orbitait très près de l’étoile, encore plus près que l’orbiteorbite de Mercure autour de notre Soleil.
• Panneau 2 : L’orbite de la planète s’est lentement rétrécie, ou décroissante, au fil du temps, et la planète s’est rapprochée de l’étoile. Elle a fini par effleurer son atmosphèreatmosphère. En tombant, elle s’est étalée autour de l’étoile.
• Panneau 3 : La planète a été complètement engloutie par l’étoile, ce qui a projeté le gazgaz des couches externes de l’étoile.
• Panneau 4 : À mesure que ce gaz s’est dilaté et refroidi, ses éléments lourds se sont condensés en poussière froide au cours de l’année suivante. Un disque circumstellaire chaud de gaz moléculaire se trouve plus près de l’étoile.