Ce n’est pas une surprise l’ultime épisode de notre planète. La Terre sera totalement détruite par son étoile. Une fin épique, mais qu’aucun de nous ne pourra regarder. Cependant, dans l’Univers, il y a une exoplanète géante qui est sur le point d’être détruite par son étoile. Elle s’appelle Kepler-1658b et se rapproche de plus en plus de son soleil, une naine jaune-blanche de type F.
Actuellement, en route vers sa fin, la planète est si proche de son étoile qu’elle n’a besoin que de 3,8 jours pour faire ce que la Terre fait en un an autour du Soleil.
« La mort par étoile » est un destin qui attend la plupart des planètes des systèmes stellaires. Cela inclut notre Soleil, Vénus et Mercure dans quelques milliards d’années. Et, les astronomes voient maintenant que le même sort attend Kepler-1658b. Il s’agit d’une exoplanète chaude de Jupiter en orbite autour d’une naine jaune-blanche de type F évoluée à environ 2600 années-lumière de la Terre.
La mort au détour
Une série d’événements conspire vers un destin fougueux pour ce monde : la proximité de son étoile, une orbite qui se décompose lentement et la physique des marées.
L’exoplanète Kepler-1658b se trouve à 0,054 UA de sa trajectoire principale plus proche que la distance entre le Soleil et Mercure dans notre système solaire. Il serpente également sur une orbite de 3,8 jours. Cette orbite rapide et proche se décompose, grâce à deux facteurs.
La première est simple : les marées. Essentiellement, l’interaction gravitationnelle entre Kepler-1658b et son étoile hôte vieillissante modifie l’orbite de la planète. Cela le rapproche de plus en plus de l’étoile.
Le deuxième facteur est l’âge de l’étoile elle-même. Il est maintenant assez vieux pour commencer à s’étendre, pour devenir un sous-genre. Donc, si vous ajoutez la physique des marées pour travailler à la désintégration de l’orbite de la planète, cette planète surchauffée se rapproche de plus en plus de son éventuelle « mort par étoile ».
Nous avons déjà vu des preuves d’exoplanètes inspirant leurs étoiles, mais nous n’avons jamais vu une telle planète autour d’une étoile évoluée auparavant.
a déclaré Shreyas Vissapragada, chercheur sur les exoplanètes à l’Université de Harvard.
Détecter le déclin d’une exoplanète
Le changement de période orbitale entre Kepler-1658b et sa mère stellaire n’est que de 131 millisecondes par an. Cela indique que dans environ 2,5 milliards d’années, Kepler-1658b sera englouti par son étoile, pour ne plus jamais être revu.
Alors, comment Vissaparagada et ses collègues ont-ils su que cela se produisait ?
La confirmation de l’orbite de cette exoplanète a été un processus long et minutieux qui a nécessité de nombreuses observations minutieuses sur plusieurs années. Tout d’abord, les astronomes ont dû confirmer que Kepler-1658b est une véritable exoplanète et pas seulement une perturbation des données. Cette planète chaude Jupiter était en fait la première exoplanète suspectée découverte par la mission Kepler. Mais il a fallu près de dix ans pour confirmer la découverte avec des observations de suivi.
Les observations continues ont révélé quelque chose d’étrange à propos de la planète – sa température diurne est d’environ 3450 K, ce qui est plus chaud et plus lumineux que prévu par les astronomes. Cela peut s’expliquer par les interactions de la planète avec l’étoile mère. La force de marée peut générer plus de chaleur à l’intérieur de la planète (d’où l’interaction entre Jupiter). Pour confirmer ce scénario, les astronomes devront faire plus d’observations de la planète et de son étoile.
Apprendre de la mort imminente de Kepler-1658
La prochaine étape après la découverte a nécessité encore plus d’observations pour comprendre le « processus impressionnant » envoyant cette exoplanète vers son étoile. Des changements orbitaux de 133 millisecondes par an ne sont pas vraiment détectables en seulement quelques observations. Il a fallu un village de télescopes et d’observatoires, en commençant par Kepler, suivi de travaux de terrain sur le télescope Hale à l’observatoire Palomar. Ensuite, les télescopes Exoplanet Survey TESS ont eu l’occasion d’examiner le système de plus près.
Toutes ces données ont été capturées lorsque l’exoplanète a traversé la face de son étoile (vue de notre point de vue). Ainsi, au cours des 13 dernières années, le temps entre les transits a très légèrement diminué.
Et quelle en était la cause ? Dissipation d’énergie grâce aux interactions de marée.
Vue d’artiste de la Terre brûlée par notre Soleil alors qu’elle entre dans sa phase de géante rouge. Crédit : Wikimedia Commons/Fsgregs
Bon, maintenant nous savons que le frottement des marées chauffe Kepler-1658b alors que son orbite se désintègre dans une spirale de malheur. Cela se répétera au cours des prochains milliards d’années. C’est une longue marche vers la mort.
Maintenant que nous avons des preuves d’inspiration pour une planète autour d’une étoile évoluée, nous pouvons vraiment commencer à affiner nos modèles de physique des marées. Le système Kepler-1658 pourrait ainsi servir de laboratoire céleste pour les années à venir, et avec un peu de chance, il y aura bientôt beaucoup plus de ces laboratoires.
a conclu Shreyas Vissapragada.
La physique de cette situation peut évidemment s’appliquer à de nombreuses autres étoiles et à leurs planètes, y compris la nôtre. Voir Kepler-1658b interagir avec son étoile dans une bataille gravitationnelle à mort devrait donner une idée de ce qui se passera dans environ 5 milliards d’années lorsque la Terre et un soleil géant rouge gonflé interagissent.
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