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Quand cette étoile soufflera, ses planètes se transformeront en énormes flippers

Quatre planètes dans un proche système solaire pourraient se bouleverser et s’envoler dans l’espace lorsque l’étoile sur laquelle ils orbitent meurt, prédisent les astronomes.

Ces quatre planètes font partie de HR 8799, un système à 135 années-lumière de Terre dans la constellation de Pégase. Ces planètes, dont chacune pèse plus de cinq fois la masse de Jupiter, orbitent autour d’une étoile vieille de 30 à 40 millions d’années.

À l’heure actuelle, les planètes rapprochées sont verrouillées dans un rythme parfait, chaque planète en orbite à deux fois la vitesse de la prochaine la plus à l’extérieur – de sorte que pour chaque orbite que la planète la plus éloignée termine, la prochaine la plus proche en complètera deux, celle d’après que quatre, tandis que le plus proche de l’étoile en complète huit.

Mais une fois que leur étoile devient une géante rouge – gonflant à des centaines de fois sa taille d’origine – les orbes lourds seront projetés hors de l’emprise gravitationnelle de l’étoile, selon une nouvelle étude qui a modélisé les changements de l’équilibre fin du système. forces gravitationnelles.

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« Les planètes se disperseront gravitationnellement les unes des autres », a déclaré l’auteur principal Dmitri Veras, physicien à l’Université de Warwick en Angleterre, dit dans un communiqué. « Dans un cas, la planète la plus interne pourrait être éjectée du système. Ou, dans un autre cas, la troisième planète pourrait être éjectée. Ou les deuxième et quatrième planètes pourraient changer de position. Toute combinaison est possible avec de petits ajustements. »

Comprendre l’interaction gravitationnelle entre deux corps est relativement simple une fois que vous connaissez les masses, les vitesses et les positions de départ des objets. Mais ajoutez un troisième corps et la solution simple s’effondre immédiatement. Les interactions deviennent si complexes que, comme le mathématicien français Henry Poincaré montré en 1899, aucune équation ne peut prédire les positions des trois corps en tout point dans le futur.

Ajoutez un quatrième puis un cinquième, comme dans le système stellaire HR8799, et les interactions sont encore plus complexes. Pour mieux comprendre comment ce jeu de flipper planétaire pourrait se dérouler, l’équipe a créé un modèle informatique qui leur a permis de visualiser les nombreux , des façons très différentes dont les planètes pourraient se disperser de manière chaotique après que les chercheurs n’ont fait que de légers ajustements à leurs positions de départ.

« Ils sont si gros et si proches les uns des autres, la seule chose qui les maintient dans ce rythme parfait en ce moment, ce sont les emplacements de leurs orbites », a déclaré Veras. « Les quatre sont connectés dans cette chaîne. Dès que l’étoile perd de la masse, leurs emplacements vont dévier, puis deux d’entre elles se disperseront, provoquant une réaction en chaîne parmi les quatre. »

Le modèle de l’équipe, ainsi qu’une estimation du temps restant que l’étoile passera dans sa phase actuelle, prédit que les planètes resteront probablement bloquées dans leur équilibre cosmique pendant les 3 prochains milliards d’années, quels que soient les effets perturbateurs des survols des étoiles à proximité. ou les forces de marée causées par le mouvement des galaxies. Mais le spectacle doit finir par se terminer. Pour ce système planétaire, cela se produira lorsque son étoile deviendra une géante rouge.

Les étoiles sont alimentées par le processus de la fusion nucléaire – ils combinent hydrogène atomes pour former hélium et libérer une énorme quantité d’énergie à son tour. Mais lorsque les étoiles manquent d’hydrogène, la réaction de fusion s’effondre et la baisse soudaine d’activité refroidit le plasma de l’étoile, abaissant la pression thermique et provoquant l’aspiration de l’étoile par son propre poids.

Cette diminution soudaine de la taille, à son tour, réchauffe le noyau de l’étoile, lui permettant de fusionner des éléments plus lourds et la faisant gonfler vers l’extérieur, s’étendant à plusieurs centaines de fois sa taille d’origine. Au fil du temps, à mesure que l’étoile manque d’éléments plus lourds à fusionner, elle perdra ses couches externes, laissant derrière elle son noyau blanc brillant – une naine blanche.

Cette scène de géante rouge sonne le glas des planètes en rotation du HR 8799, qui seront dispersées dans toutes les directions, délogeant les matériaux des disques de débris à proximité – des disques de poussière et de roche qui orbitent autour des étoiles – dans l’atmosphère de l’étoile. Ce type de débris présente un intérêt particulier pour les astronomes, car il pourrait offrir un aperçu de l’histoire de nombreux autres systèmes de naines blanches.

« Ces planètes se déplacent autour de la naine blanche à différents endroits et peuvent facilement envoyer les débris encore présents dans la naine blanche, la polluant », a déclaré Veras. « Le système planétaire HR 8799 représente un avant-goût des systèmes de naines blanches pollués que nous voyons aujourd’hui. C’est une démonstration de la valeur du calcul du destin des systèmes planétaires, plutôt que de simplement regarder leur formation. »

Les chercheurs ont publié leurs résultats le 14 mai dans la revue Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

Publié à l’origine sur 45Secondes.fr

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