Une équipe internationale de chercheurs démontre que l’analyse des abondances de béryllium dans les systèmes binaires permet d’identifier les étoiles ayant consommé des planètes rocheuses. L’étude, publiée dans Astronomy and Astrophysics, se base sur l’analyse spectrale du système HD 129171 et HD 129209 situé à 180 années-lumière.
À retenir
- Le système binaire HD 129171 et HD 129209 se situe à environ 180 années-lumière de la Terre.
- L’étude est menée par Anne Rathsman, doctorante à l’Institut d’astronomie, de géophysique et des sciences atmosphériques du Brésil.
- L’étoile HD 129171 a absorbé environ 11 masses terrestres de matière rocheuse au cours de son évolution.
- Les observations reposent sur des spectres obtenus grâce au Very Large Telescope (VLT) et à son spectrographe UVES.
Le mystère des compositions chimiques divergentes
Les étoiles binaires naissent dans le même nuage de gaz moléculaire et partagent en théorie la même composition chimique initiale. Pourtant, certaines paires observées par les astronomes présentent des anomalies de métallicité inexpliquées. Ces divergences posent une question fondamentale aux astrophysiciens : proviennent-elles de légères variations hétérogènes au sein des nuages protostellaires, ou résultent-elles d’événements violents au cours desquels une étoile absorbe des planètes rocheuses égarées ? La confirmation de la seconde hypothèse porterait des conséquences majeures pour l’évaluation de l’habitabilité des systèmes planétaires à long terme.
Pour trancher entre ces hypothèses, une équipe internationale de chercheurs a analysé les données spectroscopiques d’un système binaire composé de deux astres présentant des caractéristiques physiques, magnétiques et chimiques très proches du Soleil. Nommé HD 129171 et HD 129209, ce système offre un laboratoire naturel idéal pour comparer deux étoiles ayant évolué dans des conditions initiales similaires. L’objectif consiste à mesurer avec une extrême précision les abondances différentielles entre les deux composantes pour identifier des signatures chimiques trahissant l’ingestion de matière planétaire.
L’utilisation du béryllium comme traceur chimique
Les chercheurs ont concentré leurs travaux sur le béryllium, un élément chimique particulièrement rare dans l’Univers et qui ne compose qu’une infime fraction de la croûte terrestre, soit environ 0,0004 %. En analysant les spectres lumineux obtenus avec le Very Large Telescope (VLT) et son spectrographe Ultraviolet and Visual Echelle Spectrograph (UVES), l’équipe a mis en évidence des différences nettes dans les abondances chimiques de la paire stellaire.
L’étoile HD 129171 se révèle enrichie en éléments réfractaires, c’est-à-dire les éléments qui se condensent sous forme solide et constituent les planètes rocheuses. Cette catégorie comprend notamment le fer, le magnésium, le silicium, le calcium et le titane. L’astre présente également des concentrations plus élevées en lithium et en béryllium par rapport à son étoile compagnon, HD 129209. Selon les calculs de l’équipe, ces anomalies chimiques indiquent que HD 129171 a englouti l’équivalent d’environ 11 masses terrestres de matériaux rocheux au cours de son histoire évolutive.
Perspectives pour l’étude de la formation stellaire
Les résultats publiés dans la revue Astronomy and Astrophysics apportent un outil méthodologique inédit pour repérer les étoiles cannibales dans notre galaxie. La première auteure de l’étude, Anne Rathsman, souligne que cette méthode chimique ouvre des perspectives pour dissocier les variations inhérentes aux nuages protostellaires des modifications induites par des collisions planétaires tardives. Les implications de ces travaux concernent directement les théories de la formation des systèmes stellaires et la stabilité à long terme des planètes telluriques dans l’Univers.