Quelque part dans la galaxie, une étoile naine blanche a soudainement commencé à briller de mille feux. Et maintenant, nous comprenons le violent cataclysme qui l'a provoqué: le champ gravitationnel de l'étoile a déchiré l'astéroïde en morceaux, dispersant ses morceaux métalliques dans un halo brillant autour de l'étoile.
Il n'y a pas de vidéo au télescope d'un astéroïde se brisant dans l'espace. Mais voici ce que nous savons: il y a une étoile naine blanche dans notre galaxie qui, pendant des années, a émis une quantité constante de lumière infrarouge moyen (MIR). Puis, en 2018, ces émissions ont changé. En l'espace de six mois, la lumière stellaire de ce point dans l'espace est devenue environ 10% plus intense dans le spectre MIR - et ce point est toujours plus lumineux. Les chercheurs pensent que c'est à cause d'un nuage de poussière métallique nouvellement formé entre la Terre et l'étoile, probablement en raison de la récente rupture de l'astéroïde.
Pour un étranger, il peut sembler contre-intuitif qu'un nuage de poussière rende une étoile plus lumineuse. Mais Tinggui Wang, astronome à l'Université des sciences et technologies de Chine et auteur principal d'un article décrivant l'événement, a déclaré que l'éclaircissement avait un sens si vous réfléchissez à la façon dont l'étoile et le nuage interagissent.
"Lorsque les débris se trouvent sur notre champ de vision vers l'étoile, cela la rendrait sombre", a-t-il déclaré à Live Science. "Cependant, les débris ne couvrent qu'une petite fraction du ciel, donc les chances d'être sur la ligne de visée sont faibles."
Cependant, bien que les débris individuels soient petits et ne couvrent chacun qu'une minuscule parcelle de ciel, le nuage entier est grand - beaucoup plus grand que l'étoile. Dans des conditions normales, seuls les photons qui volent hors de l'étoile directement sur la Terre atteignent les télescopes humains. Mais le cloud change cela. Des faisceaux de lumière dirigés dans toutes sortes de directions frappent le nuage de débris, le chauffant et provoquant l'émission de lumière MIR par les morceaux d'astéroïdes. Cette lumière atteint également la Terre, même si les faisceaux de lumière qui l'ont provoquée ne l'auraient pas normalement. Le résultat est une plus grande région rougeoyante du ciel que nos télescopes enregistrent comme un pic de lumière, a déclaré Wang.
Imaginez une faible lampe de poche au loin par une nuit claire. S'il est pointé droit sur vous, vous le remarquerez peut-être comme un mince point de lumière. Mais si vous faites briller la lampe de poche à travers la vapeur tourbillonnante d'une machine à brouillard, il y a un objet beaucoup plus grand et brillant pour attirer votre attention - même si la puissance de la source lumineuse reste la même.
Les astronomes ont déjà vu des nuages de débris comme celui-ci dans l'espace, a déclaré Malena Rice, experte en astronomie des disques de débris autour d'étoiles lointaines et doctorante au département d'astronomie de l'Université de Yale. Et ils ont vu des preuves d'objets non sphériques, probablement des astéroïdes en orbite autour de notre système solaire - peut-être une autre naine blanche. Mais c'est peut-être la première fois que des astronomes repèrent un astéroïde se désintégrant en nuage de débris autour d'une étoile.
"Ce processus est théorisé depuis plus d'une décennie", a déclaré Rice, qui n'était pas impliqué dans la recherche, à Live Science. "Mais nous n'avons jamais eu l'occasion d'étudier le processus de perturbation complet en action jusqu'à présent."
Alors, qu'est-ce qui aurait pu déchirer l'astéroïde en morceaux? Wang et ses collègues ont conclu qu'il s'agissait probablement d'un effet gravitationnel appelé perturbation des marées.
"Une naine blanche est une étoile très compacte", a expliqué Wang. "En tant que tel, près de l'étoile, le gradient du champ gravitationnel peut être très important", ce qui signifie que la gravité peut changer fortement sur un court espace.
Imaginez que vous flottiez dans l'espace, en orbite autour d'une étoile avec les pieds pointés vers elle. La gravité sur vos pieds serait supérieure à la gravité sur vos épaules. Si vous vous trouvez sur Terre en ce moment, vous ressentez le même effet, bien que la différence - le gradient - soit si minime que vous ne le remarquiez pas.
Dans les champs gravitationnels abrupts proches des naines blanches, a déclaré Wang, les gradients peuvent devenir si intenses qu'ils écrasent les forces qui maintiennent un objet ensemble. Les gros astéroïdes sont collés ensemble avec leur propre gravité, mais cette gravité n'est pas aussi forte que les gradients proches des naines blanches. Lorsque les astéroïdes traversent ces régions de marée, les astronomes croient qu'ils se brisent et se répandent dans l'espace comme un nuage.
Cela est lié à la raison pour laquelle certaines planètes sont entourées d'anneaux de poussière, et pas seulement de lunes, a déclaré Rice. Les forces de marée plus faibles des grandes planètes peuvent empêcher la matière dans leurs anneaux de s'agglomérer en boules.
Les astronomes sont certains que les débris ne proviennent pas d'une comète dans ce cas, a déclaré Wang, car les comètes se déplacent si vite que les débris quitteraient rapidement le voisinage chaud immédiat autour de l'étoile et se refroidiraient. Il est possible qu'une planète rocheuse ait explosé, a-t-il déclaré, mais les chercheurs pensent qu'un objet plus petit de la taille d'un astéroïde est plus probable. (La distinction précise entre un gros astéroïde et une petite planète peut être un peu vague. Mais lorsqu'il s'agit d'autres systèmes stellaires, les astronomes utilisent généralement "exoastéroïde" pour désigner des objets métalliques et rocheux plus petits et dentelés et "exoplanète" pour désigner des objets. assez grand pour que leur gravité les ait transformés en sphères.
À l'heure actuelle, le nuage de débris encercle toujours l'étoile, qui porte le nom de WD 0145 + 234. Au fil du temps, cependant, ce nuage est susceptible de tomber sur la surface stellaire, a déclaré Wang. Ces débris infaillibles, faits de métal et peut-être de gaz chaud, pourraient expliquer combien de naines blanches se retrouvent avec des preuves d'une pollution importante par les métaux dans leur lumière stellaire.
