Mauvaise astronomie La naine blanche Sirius B n’a pas de planètes visibles

Eh bien, c’est une déception : il semble que Sirius B n’ait pas de planètes géantes gazeuses joviennes existantes.

Sirius B est la naine blanche la plus proche de la Terre, les entrailles restantes d’une étoile comme le Soleil après qu’elle soit devenue une géante rouge, ait fait sauter ses couches externes et ait révélé son noyau dense à l’espace. Et je veux dire dense; Sirius B a la masse du Soleil emballée dans une boule à peu près de la même taille que la Terre.

Il orbite autour de l’étoile primaire Sirius A – l’étoile la plus brillante de notre ciel nocturne – sur une trajectoire convenablement elliptique qui les éloigne de 1,2 à 4,5 milliards de kilomètres tous les 50 ans. Ils sont à environ 8,8 années-lumière de la Terre, parmi les étoiles les plus proches de nous dans l’Univers.

En raison de l’influence gravitationnelle de la primaire, qui a deux fois la masse du Soleil, aucune planète ne pourrait rester en orbite autour de la naine blanche à plus d’environ 1,5 fois la distance Terre-Soleil, soit environ 230 millions de kilomètres. Tout ce qui se trouve plus loin finira par être secoué par la gravité du primaire.

Pourtant, il pourrait y avoir des planètes plus proches que cette limite. Ainsi, une équipe d’astronomes a utilisé l’énorme télescope Keck de 10 mètres à Hawaï pour prendre plusieurs observations de la petite étoile morte Sirius B à trois moments différents en 2020. [link to paper]. C’est en fait une perspective difficile étant donné le Sirius A terriblement brillant à quelques secondes d’arc (c’est très proche). Pourtant, ils ont obtenu une série de bonnes observations.

Pour chercher des planètes, ils ont fait ce qu’on appelle l’imagerie différentielle angulaire : en substance, vous prenez deux images prises à des moments différents, centrez l’image de l’étoile aussi précisément que possible, faites pivoter une image autour du centre de l’étoile par rapport à l’autre image, puis soustraire la deuxième image de la première. Si cela est bien fait, l’étoile disparaîtra, ou se rapprochera suffisamment. Cependant, toutes les planètes apparaîtraient plus éloignées du centre de l’étoile sous la forme d’un point lumineux à côté d’un point sombre dans l’image car la rotation de l’image déplace la planète dans l’image.

C’est en fait beaucoup plus compliqué que cela, et il existe de nombreuses façons de l’implémenter. Je l’ai fait moi-même avec les observations de Hubble en roulant littéralement le télescope à une altitude différente pour obtenir deux images d’une étoile.

Quoi qu’il en soit, ils ont finalement pu montrer que toute planète plus massive que 1,6 à 2,4 fois celle de Jupiter aurait été visible dans leurs données jusqu’à environ 75 millions de kilomètres de l’étoile, et 0,7 à 1,4 supérieure à une distance de 150 millions de kilomètres (les plus grosses planètes réfléchissent plus de lumière et sont plus brillantes et plus faciles à voir plus près de l’étoile brillante).

Bien qu’un peu décevant, cela ne signifie pas qu’il n’y a pas de planètes là-bas, mais aucune plus grande que ces limites à ces distances. Il pourrait y en avoir de plus petits qui s’y cachent. Peut-être.

C’est bizarre mais possible pour les naines blanches d’avoir des planètes. Il y a quelques années à peine, on a découvert que la naine blanche WD 1856 + 354 avait une planète de la taille de Jupiter en orbite autour d’elle, ce qui signifie que la planète est plus grande que l’étoile hôte ! Nous savons donc que cela peut arriver.

Il y a plus de preuves qu’ils peuvent aussi héberger des planètes, du moins avant qu’ils ne se transforment en naine blanche. Nous avons beaucoup d’observations de naines blanches où les planètes intérieures ont été déchirées et les morceaux sont tombés sur l’étoile ; en fait, vous pouvez affirmer – parce que c’est vrai – que la toute première preuve d’une exoplanète se trouvait dans le spectre d’une naine blanche prise en 1917 ! C’est l’une de mes histoires préférées : les spectres montrent du calcium, du fer et du magnésium, des éléments qui devraient s’enfoncer très rapidement dans l’intérieur fluide de l’étoile. Mais ils étaient là parce que l’étoile s’est récemment déchirée et a mangé une planète rocheuse, et il n’y a pas encore eu assez de temps pour qu’ils coulent. Très cool.

Il n’y a cependant aucune preuve que cela se produise avec Sirius B. De plus, lorsqu’elle est devenue une géante rouge il y a des millions d’années, elle aurait probablement consommé n’importe quelle planète à moins de 230 millions de kilomètres – les géantes rouges deviennent beaucoup plus grandes que cela – alors peut-être ne devrions-nous pas nous attendre à trouver des planètes en orbite autour d’elle. S’il est vrai que certaines planètes en général peuvent survivre à la phase de géante rouge de leur étoile hôte, elles devraient être relativement éloignées, et Sirius A l’en empêche.

Pourtant, la nature est plus intelligente que nous et connaît peut-être un moyen d’épargner aux planètes ce destin d’une manière à laquelle nous n’avons pas pensé. Il vaut donc mieux vérifier. Les surprises abondent dans le ciel, et nous ne les trouverons pas si nous ne regardons pas.

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