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Les petites planètes robustes les plus susceptibles de survivre à la mort de leurs étoiles

De nouvelles recherches de l'Université de Warwick ont ​​révélé que les petites planètes robustes remplies d'éléments denses avaient les meilleures chances d'éviter d'être écrasées et avalées par la mort de leur hôte.

Les astrophysiciens du groupe Astronomy and Astrophysics ont modélisé les chances de destruction de différentes planètes par les forces des marées lorsque leurs étoiles hôtes se transforment en naines blanches et ont déterminé les facteurs les plus significatifs pour leur décision d'éviter ou non de les détruire.

Leur «guide de survie» pour les exoplanètes pourrait aider les astronomes à localiser les exoplanètes potentielles autour des étoiles naines blanches, alors qu'une nouvelle génération de télescopes encore plus puissants est en cours de développement pour les rechercher. Leur recherche est publiée dans le Avis mensuels de la Royal Astronomical Society.

La plupart des étoiles comme notre propre Soleil vont finir par manquer de carburant, puis rétrécir et devenir des naines blanches. Certains corps en orbite qui ne sont pas détruits dans le tourbillon provoqué par le décollement de l’étoile de ses couches extérieures seront alors soumis à des variations des forces de marée lorsque l’étoile s’effondrera et deviendra super dense. Les forces gravitationnelles exercées sur toutes les planètes en orbite seraient intenses et risqueraient de les entraîner vers de nouvelles orbites, voire de les pousser plus loin dans leur système solaire.

En modélisant les effets du changement de gravité d'une naine blanche sur des corps rocheux en orbite, les chercheurs ont déterminé les facteurs les plus susceptibles de provoquer le déplacement d'une planète dans le "rayon de destruction" de l'étoile; la distance de l'étoile où un objet lié uniquement par sa propre gravité se désintègrera sous l'effet des forces de marée. Dans le rayon de destruction, un disque de débris de planètes détruites se formera.

Bien que la survie d'une planète dépende de nombreux facteurs, les modèles révèlent que plus la planète est massive, plus il est probable qu'elle sera détruite par les interactions des marées.

Mais la destruction n’est pas assurée par la seule masse: les terres exo-terreuses de faible viscosité sont facilement avalées, même si elles résident à des distances de séparation inférieures à cinq fois la distance entre le centre du nain blanc et son rayon de destruction. La lune de Saturne, Encelade – souvent décrite comme une «boule de neige sale» – est un bon exemple de planète homogène de très faible viscosité.

Les exo-terres à haute viscosité ne sont facilement avalées que si elles résident à des distances égales à deux fois la distance qui sépare le centre du nain blanc de son rayon de destruction. Ces planètes seraient entièrement composées d’un noyau dense d’éléments plus lourds, dont la composition serait similaire à celle de la planète «heavy metal» découverte récemment par une autre équipe d’astronomes de l’Université de Warwick. Cette planète a évité d'être engloutie car elle est aussi petite qu'un astéroïde.

Le Dr Dimitri Veras, du Département de physique de l'Université de Warwick, a déclaré: "Ce document est l'une des toutes premières études consacrées à l'étude des effets des marées entre les naines blanches et les planètes. Ce type de modélisation sera de plus en plus pertinent dans les années à venir. des corps rocheux sont susceptibles d'être découverts près des naines blanches. "

"Notre étude, bien que sophistiquée à plusieurs égards, ne traite que des planètes rocheuses homogènes dont la structure est cohérente. Une planète multicouche, comme la Terre, serait beaucoup plus compliquée à calculer, mais nous étudions la possibilité de le faire." "

La distance de l'étoile, comme la masse de la planète, a une forte corrélation avec la survie ou l'engloutissement. Il y aura toujours une distance de sécurité de l'étoile et cette distance de sécurité dépend de nombreux paramètres. En général, une planète homogène rocheuse qui se trouve à un emplacement de la naine blanche qui se situe au-delà du tiers environ de la distance entre Mercure et le Soleil est garantie pour ne pas être avalée par les forces des marées.

Le Dr Veras a déclaré: "Notre étude incite les astronomes à rechercher des planètes rocheuses proches du rayon de destruction de la naine blanche, mais juste à l'extérieur de celles-ci. Jusqu'à présent, les observations se sont concentrées sur cette région intérieure, mais notre étude démontre que les planètes rocheuses peuvent survivre aux interactions de marée avec la naine blanche d’une manière qui pousse les planètes légèrement vers l’extérieur.

"Les astronomes devraient également rechercher des signatures géométriques sur les disques de débris connus. Ces signatures pourraient être le résultat de perturbations gravitationnelles provoquées par une planète située juste à l'extérieur du rayon de destruction. Dans ce cas, les disques auraient été formés plus tôt par le broyage des astéroïdes qui approchent périodiquement et entrent dans le rayon de destruction du nain blanc ".

La recherche a reçu le soutien du Science and Technology Facilities Council du Royaume-Uni.

Source de l'histoire:

Matériaux fourni par Université de Warwick. Remarque: le contenu peut être modifié pour le style et la longueur.

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