La Terre pourrait un jour connaître le destin de cette petite planète

Cette année là, en 1995, un signal hésitant atteignait un télescope terrestre après avoir parcouru des centaines d'années lumière, apportant avec lui la réponse à une question aux dimensions planétaires. Ce télescope venait de détecter la première exoplanète en orbite autour d'une étoile similaire au Soleil, une découverte sans précédent qui venait démontrer l'existence d'une planète en dehors de notre système solaire, voire plus.

Depuis, les astrophysiciens ont confirmé l'existence de près de 4 000 exoplanètes en orbite autour de diverses étoiles dispersées dans notre galaxie, la Voie lactée. Tout comme notre soleil, ces étoiles sont généralement sur leur séquence principale, une période qui s'étale sur des milliards d'années et pendant laquelle l'étoile brûle en pleine santé, chaude et brillante.

Aujourd'hui, un groupe de scientifiques a choisi de régler sa focale sur une planète qui orbite à proximité d'une naine blanche, une étoile en fin de vie presque totalement consumée. Les résultats présentés cette semaine dans la revue Science sont les premiers en la matière et offrent un aperçu du potentiel destin de la Terre à l'heure où notre soleil commencera à s'éteindre.

Sous la conduite de l'astrophysicien de l'université de Warwick Christopher Manser, l'équipe a découvert la masse rocheuse à l'aide d'une méthode appelée spectroscopie, qui consiste à recueillir puis à analyser les longueurs d'onde de la lumière provenant du disque de gaz qui entoure la naine blanche. C'est la première fois que cette méthode est utilisée pour identifier un objet planétaire en orbite autour d'une naine blanche.

C'est au moyen du Gran Telescopio Canarias situé à La Palma en Espagne que l'équipe a pu observer la « couleur de la lumière émise par le calcium présent dans le disque. » Ils ont ainsi recueilli « un spectre toutes les deux à trois minutes, » précise par e-mail Manser. Cette technique leur a permis de distinguer des changements subtils de couleur dans le disque alors qu'il s'éloignait puis s'approchait de la Terre. Ce type de changement de couleur porte le nom d'effet Doppler, ici appliqué aux ondes lumineuses. Appliqué aux ondes sonores, c'est ce même effet qui est à l'origine du changement de hauteur de la sirène d'une ambulance qui passe devant vous.

« Pour notre détection, nous avons utilisé cette variation de couleur pour identifier la présence d'un planétésimal en orbite dans le disque sur une période de deux heures, » explique Manser. L'équipe classifie l'objet parmi les planétésimaux en raison de sa taille relativement petite.

RECONSTRUCTION PLANÉTAIRE

Les scientifiques étudient les exoplanètes principalement dans le but d'en apprendre davantage sur notre propre système solaire. Si ce planétésimal a un jour été similaire à la Terre, comme le pense Manser, alors notre avenir est sombre. 

À mesure que l'étoile de ce planétésimal épuisait ses ressources et s'élargissait, comme le font la majorité des étoiles en fin de vie, la gravité aurait détruit toute planète orbitant à proximité jusqu'à ce qu'il ne reste que leur noyau entouré de disques de débris. Manser soupçonne que la Terre connaîtra un sort similaire.

« Lorsque dans environ cinq milliards d'années le soleil aura épuisé la majorité de ses ressources énergétiques et commencera à grossir, il engloutira dans un premier temps Mercure, puis Vénus et très probablement la Terre, » rapporte-t-il. « Ceci-dit, Mars et les autres corps célestes comme Jupiter, Saturne, la ceinture d'astéroïdes et au-delà devraient survivre à cette dangereuse évolution, même s'ils passeront sûrement à une orbite plus étendue en raison de la masse qu'ils auront perdue et enfin, le soleil deviendra une naine blanche. »

Il pourrait toutefois ne pas y avoir que du négatif, déclare la Professeure astrophysicienne Lisa Kaltnegger, également directrice du Carl Sagan Institute de l'université Cornell, non impliquée dans l'étude de Manser. Si les planétésimaux en orbite autour des naines blanches finissaient par entrer en collision, ajoute-t-elle, ils pourraient au final fusionner pour donner naissance à de nouvelles planètes stables. Les recherches qu'elle a menées autour de cette éventualité suggèrent que ces nouveaux mondes pourraient même être habitables.

« Nous avons montré qu'une fois la naine blanche refroidie, de telles planètes seraient à même de maintenir des conditions favorables pendant des milliards d'années, » écrit-elle dans un e-mail. Par exemple, alors que les conditions catastrophiques de sa création priveraient sûrement la nouvelle planète d'eaux de surface dans un premier temps, le précieux liquide pourrait être apporté par des impacts de comètes chargées en eau. De cette façon, au lieu d'une planète zombie où règnent chaleur et sécheresse, on pourrait aboutir à une planète capable d'offrir un nouveau souffle à la vie, » indique-t-elle.

« Cette étude pose la première pierre des recherches sur la façon dont les planètes pourraient se former à partir de planétésimaux en orbite autour de naines blanches. »

Pour le moment, Manser a pour ambition d'appliquer la méthode spectroscopique à d'autres systèmes stellaires contenant des disques de gaz. Ils pourraient renfermer d'autres planétésimaux qui permettraient de combler les lacunes de notre compréhension des cycles de vie planétaires, indique-t-il, « et notre objectif pour la suite est de traquer ces corps célestes. »