Aussi tragique soit-il, l’engloutissement d’un objet planétaire par son parent stellaire est un scénario courant dans tout l’univers. Mais cela ne doit pas nécessairement se terminer par un malheur. Une équipe d’astrophysiciens a utilisé des simulations informatiques pour découvrir que les planètes peuvent non seulement survivre lorsque leur étoile les mange, mais qu’elles peuvent également conduire son évolution future.
Les modèles de formation des systèmes planétaires ont montré que de nombreuses planètes finissent souvent par être consommées par leur étoile mère. C’est simplement une question de dynamique orbitale. Les interactions aléatoires entre les planètes nouvellement formées et le disque protoplanétaire qui entoure une jeune étoile peuvent envoyer des planètes sur des trajectoires chaotiques. Certaines de ces trajectoires finissent par chasser complètement la planète du système, tandis que d’autres les envoient se précipiter dans l’étoile.
Une autre chance d’engloutissement se produit vers la fin de la vie d’une étoile lorsqu’elle devient une géante rouge. Cela affecte également la dynamique gravitationnelle du système et peut envoyer de grosses planètes dans l’atmosphère de son étoile mère.
Mais étonnamment, la planète ne meurt pas toujours lorsque cela se produit. Les astronomes ont trouvé de nombreux systèmes étranges dans toute la galaxie qui indiquent que les planètes ont survécu à leur voyage dans l’étoile. Par exemple, il existe des systèmes de naines blanches dont l’orbite est très proche d’une planète géante, trop proche pour que cette planète se soit formée naturellement. Il y a des étoiles avec une quantité surprenante de métaux plus lourds dans leur atmosphère, signe qu’un objet rocheux y a plongé. Et il y a des étoiles qui tournent beaucoup trop vite, leur vitesse de rotation amplifiée par une planète en chute.
Crédit : Univers aujourd’hui
Tous ces systèmes pourraient être le résultat d’un engloutissement planétaire avec la planète affectant l’évolution ultérieure de l’étoile. Mais une planète peut-elle vraiment survivre dans l’atmosphère intense d’une étoile ? Une équipe d’astrophysiciens a entrepris d’aborder cette question en utilisant des simulations informatiques de l’intérieur d’une étoile, en suivant l’évolution et le sort de divers types de planètes qui pourraient y tomber. Dans leurs simulations, ils ont étudié des planètes de différentes masses ainsi que des naines brunes. Leurs simulations renforcent l’idée que les planètes peuvent survivre à l’engloutissement, et leur article est disponible sur le arXiv serveur de préimpression.
Par exemple, dans certains cas, la planète peut vivre des milliers d’années, tourbillonnant autour du centre de l’étoile dans son atmosphère. Cette action orbitale peut projeter des matériaux de l’étoile, amincissant les bords extérieurs de l’atmosphère. Dans d’autres cas, l’échange d’énergie orbitale fait monter la température de l’atmosphère stellaire, la faisant apparaître beaucoup plus brillante qu’elle ne le ferait normalement.
Mais pour survivre à l’engloutissement, la planète elle-même doit être relativement grande, au moins la masse de Jupiter. Les petites planètes comme la Terre ne peuvent pas durer longtemps dans ces conditions. Mais si la planète est assez grande et en fonction de l’évolution précise, la planète peut survivre à son passage à travers l’étoile et en fait accélérer l’évolution de l’étoile pour qu’elle finisse rapidement sa vie, libérant la planète de son étreinte mortelle.
Plus d’information:
Ricardo Yarza et al, Hydrodynamique et capacité de survie pendant l’engloutissement planétaire post-séquence principale, arXiv (2022). DOI : 10.48550/arxiv.2203.11227