Des planètes mortes autour des naines blanches pourraient émettre des ondes radio que nous pouvons détecter, envoyant des signaux pendant des milliards d'années

Lorsqu'une étoile atteint la fin de son cycle de vie, elle fera exploser ses couches externes dans une explosion de feu connue sous le nom de supernova. En ce qui concerne les étoiles moins massives, une naine blanche est ce qui restera. De même, toutes les planètes qui, une fois en orbite autour de l'étoile, verront leurs couches externes soufflées par l'éclatement violent, laissant derrière elles les noyaux.

Pendant des décennies, les scientifiques ont pu détecter ces restes planétaires en recherchant les ondes radio qui sont générées par leurs interactions avec le champ magnétique de la naine blanche. Selon de nouvelles recherches menées par deux chercheurs, ces noyaux planétaires «radio-bruyants» continueront à diffuser des signaux radio jusqu'à un milliard d'années après la mort de leurs étoiles, les rendant détectables depuis la Terre.

La recherche a été menée par le Dr Dimitri Veras du Center for Exoplanets and Habitability de l'Université de Warwick et le professeur Alexander Wolszczan, le célèbre chasseur d'exoplanètes du Center for Exoplanets and Habitable Worlds de la Pennsylvania State University. L'étude qui détaille leurs conclusions a été récemment publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

Cette méthode de détection des exoplanètes est en fait assez ancienne. En fait, il a été utilisé par le Dr Wolszcan lui-même en 1990 pour détecter la toute première exoplanète confirmée autour d'un pulsar. Cela est possible en raison de la façon dont le puissant champ magnétique d'une naine blanche interagira avec les constitutions métalliques d'un noyau planétaire en orbite.

Cela entraîne le noyau à agir comme un conducteur, ce qui peut conduire à la formation d'un circuit inducteur unipolaire. Le rayonnement de ce circuit est émis sous forme d'ondes radio qui peuvent ensuite être détectées par des radiotélescopes sur Terre. Cependant, Veras et Wolszcan ont cherché à savoir combien de temps ces noyaux peuvent survivre après avoir été dépouillés de leurs couches externes (et donc combien de temps ils peuvent encore être détectés).

En termes simples, les noyaux planétaires en orbite autour d'une étoile naine blanche seront inévitablement entraînés vers l'intérieur en raison de l'influence des champs électriques et magnétiques de la naine blanche (un phénomène connu sous le nom de dérive de Lorenz). Une fois suffisamment proches, les restes planétaires seront déchirés par la puissante gravité de la naine blanche et consommés - à ce moment, ils ne seront plus détectables.

Dans les modèles précédents, les astronomes ont calculé la capacité de survie des noyaux planétaires en fonction du temps qu'il faudrait aux noyaux pour dériver vers l'intérieur. Cependant, Veras et Wolszcan ont également incorporé l'influence des marées gravitationnelles dans leur modèle, qui peut représenter une force égale ou dominante.

Ils ont ensuite effectué des simulations en utilisant toute la gamme des intensités de champ magnétique naines blanches observables et leurs conductivités électriques atmosphériques potentielles. En fin de compte, leur la modélisation a révélé que dans de nombreux cas, les noyaux planétaires pouvaient survivre pendant plus de 100 millions d'années et aussi longtemps qu'un milliard d'années. Comme l'explique le Dr Veras:

«Il y a un endroit idéal pour détecter ces noyaux planétaires: un noyau trop proche de la naine blanche serait détruit par les forces de marée, et un noyau trop éloigné ne serait pas détectable. De plus, si le champ magnétique est trop fort, il pousserait le noyau dans la naine blanche, le détruisant. Par conséquent, nous ne devons rechercher des planètes autour de ces naines blanches avec des champs magnétiques plus faibles à une séparation entre environ 3 rayons solaires et la distance Mercure-Soleil. »

«Personne n'a jamais trouvé auparavant le noyau nu d'une planète majeure, ni une planète majeure uniquement en surveillant les signatures magnétiques, ni une planète majeure autour d'une naine blanche. Par conséquent, une découverte ici représenterait des «premières» dans trois sens différents pour les systèmes planétaires. »

La paire espère utiliser leurs résultats pour informer les futures recherches de noyaux planétaires autour des naines blanches. "Nous utiliserons les résultats de ce travail comme lignes directrices pour la conception de recherches radio pour les noyaux planétaires autour des naines blanches", a déclaré le professeur Wolszczan. "Compte tenu des preuves existantes d'une présence de débris planétaires autour de bon nombre d'entre eux, nous pensons que nos chances de découvertes passionnantes sont assez bonnes."

Ils espèrent effectuer ces observations à l'aide de radiotélescopes comme l'Observatoire Arecibo à Porto Rico et le Télescope Green Bank en Virginie-Occidentale. Ces instruments avancés leur permettront d'observer des naines blanches dans les mêmes parties du spectre électromagnétique qui ont permis la découverte révolutionnaire faite par le professeur Wolszczan et ses collègues en 1990.

"Une découverte aiderait également à révéler l'histoire de ces étoiles systèmes, car pour qu'un noyau ait atteint ce stade, il aurait été violemment dépouillé de son atmosphère et de son manteau à un moment donné puis jeté vers la naine blanche », a ajouté le Dr Veras. «Un tel noyau pourrait également fournir un aperçu de notre propre avenir lointain et de la façon dont le système solaire évoluera finalement.»

Des milliards d'années à partir de maintenant, après que notre Soleil soit devenu une supernova et que les planètes du système solaire intérieur soient des boules de métal brûlées, il est quelque peu encourageant de savoir que les civilisations extra-terrestres (ou peut-être nos descendants) pourront toujours étudier ce qui reste de la Terre.