Le GD61 a-t-il mangé un Planetessimal?

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La principale méthode par laquelle les astronomes espèrent étudier les atmosphères d'exoplanètes est de détecter leurs spectres d'absorption lorsqu'ils transitent par leurs étoiles parentes. Les naines blanches offrent une excellente classe d'étoiles sur lesquelles utiliser cette méthode, car la convection entraînera les éléments lourds vers le bas plus rapidement, laissant des surfaces avec des hydrogènes et des photosphères à l'hélium presque intacts. La présence d'autres éléments indiquerait une accrétion récente. Cette méthode a été utilisée sur plusieurs naines blanches auparavant, mais une nouvelle étude réexamine les données d'un article de 2008, ajoutant leurs propres données sur la naine blanche GD61 pour proposer que l'étoile ne mange pas seulement de la poussière et des petits corps, mais une taille considérable , contenant probablement de l'eau.

Les données du projet ont été prises en 2009 à l'aide du télescope SPITZER. L'un des premiers indices de la présence d'un récent cas de cannibalisme a été la présence de poussière chaude dans la limite de Roche de l'étoile. Ce disque ne dépassait pas plus de 26 rayons stellaires de l'étoile, ce qui a amené l'équipe à soupçonner qu'il ne s'agissait pas simplement d'un disque à grande échelle alimentant l'étoile avec des matériaux rocheux, mais d'un objet tombé vers l'intérieur pour être déchiré par les marées.

Pour soutenir cela, la nouvelle équipe a utilisé le télescope Keck I sur Mauna Kea avec le spectographe HIRES pour analyser le spectre. Les résultats de cette étude ont confirmé l'étude précédente selon laquelle, par ordre décroissant d'abondance, l'étoile contenait de l'hélium, de l'hydrogène, de l'oxygène, du silicium et du fer. Sur la base de la quantité de matière présente dans le spectre et des taux de convection estimés pour ces étoiles, l'équipe a conclu que, si le disque avait été créé par un seul corps, il aurait été un astéroïde à moins 100 km de diamètre. Alors pourquoi l'équipe devrait-elle s'attendre à ce qu'il s'agisse d'un seul corps par opposition à de nombreux plus petits?

La clé réside dans la quantité relative d'éléments détectés. Pour le GD61, l'oxygène était l'élément le plus abondant qui n'était généralement pas présent dans les atmosphères naines blanches. En fait, sa présence l'emportait de loin sur les autres éléments, de sorte que, même si tout était auparavant lié au silicium, au fer, au carbone et à d'autres oligo-éléments, il y aurait encore être un excès inexplicable. Cet oxygène aurait nécessairement été combiné en une molécule ou se serait dissipé pendant la phase géante rouge. La seule façon dont l'équipe pourrait expliquer sa présence serait de l'envelopper dans de l'eau (H2O) qui, après dissociation, permettrait à l'hydrogène de se fondre dans l'hydrogène attendu déjà présent. Étant donné que l'eau se sublime facilement sans pressions suffisantes, l'équipe note qu'un grand nombre de petits corps seraient incapables d'enterrer l'eau assez profondément pour l'empêcher de s'échapper auparavant, que la meilleure explication serait un grand corps qui pourrait protéger l'eau à l'intérieur pendant la phase géante rouge précédente.

Les preuves des astéroïdes riches en eau parlent de la formation de notre propre système solaire car elles fournissent un mécanisme de distribution d'eau à notre planète au-delà de l'accumulation directe. Des astéroïdes et des comètes riches en eau auraient probablement complété notre approvisionnement. En effet, Ceres, le plus grand astéroïde connu de notre système solaire, est soupçonné d'héberger jusqu'à 25% de sa masse dans l'eau.

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