Les couchers de soleil peuvent être beaux à regarder, mais les roses et les violets d’un jour de la Terre qui s’estompe pourraient être ennuyeux par rapport aux couchers de soleil sur des planètes en dehors de notre système solaire. Après tout, nous n’avons qu’un seul soleil dans le ciel. Il semble maintenant que certaines planètes peuvent en avoir deux.
Des astronomes de l’Université de l’Arizona à Tucson ont trouvé des preuves d’objets planétaires autour d’étoiles binaires — des paires d’étoiles qui se rapprochent les unes des autres. La nouvelle recherche suggère qu’il peut y avoir de nombreux mondes avec des couchers de soleil beaucoup plus spectaculaires que le nôtre.
Si cette illustration vous semble familière, vous avez peut-être vu une image similaire dans Star Wars. Dans ce film, la planète natale de Luke Skywalker, Tatooine, orbite autour d’un système stellaire binaire. Une planète qui orbite autour de deux étoiles pourrait avoir un double coucher de soleil.
NASA/JPL-Caltech/R. Hurt (Télescope spatial Spitzer)
» Cela ouvre la possibilité poétique de la vie sur des planètes dans des systèmes d’étoiles binaires où, lorsque le soleil se lève ou se couche, ce n’est pas une étoile, mais deux étoiles qui montent et descendent « , explique Alan Boss, astronome et théoricien à la Carnegie Institution de Washington, D.C.
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La nouvelle découverte augmente également considérablement le nombre d’endroits où les scientifiques pourraient trouver des planètes en orbite autour d’autres étoiles. Jusqu’à 75 pour cent des étoiles semblables au soleil de la Voie lactée ont au moins une étoile compagnon à proximité.
Les scientifiques avaient longtemps négligé les systèmes binaires et à étoiles multiples dans leur recherche de planètes lointaines, car ils sont beaucoup plus compliqués à étudier que les étoiles simples. Mais maintenant, il semble que le travail supplémentaire puisse porter ses fruits.
« La grande surprise de nos travaux est que le nombre de sites potentiels de formation de systèmes planétaires vient d’augmenter énormément », explique l’astronome de l’Université de l’Arizona David Trilling, qui a dirigé la recherche.
Poussière d’étoiles
Les étoiles se forment à partir d’énormes nuages de gaz et de poussière. Les restes forment un disque poussiéreux autour de la nouvelle étoile. En quelques millions d’années, une partie de la poussière peut s’agglutiner et former des astéroïdes et des ceintures d’astéroïdes, des comètes et même des planètes, qui orbitent toutes autour de l’étoile mère. Le reste de la poussière est soufflé hors du système.
Les astronomes ont trouvé un système solaire dans lequel un disque poussiéreux orbite autour d’une paire d’étoiles. Le disque peut contenir des planètes.
NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (Télescope spatial Spitzer)
Puis, au cours des prochains milliards d’années, les collisions entre des astéroïdes et d’autres corps produisent de nouvelles projections de poussière, qui planent dans la ceinture d’astéroïdes. Lorsque les scientifiques détectent un disque poussiéreux autour d’une étoile, cela signifie généralement que des astéroïdes sont là, s’écrasant les uns sur les autres et créant la poussière.
Les planètes et les astéroïdes se forment à partir de la même substance originale, de sorte que la présence d’astéroïdes suggère que des planètes ou des objets planétaires sont là aussi. Au moins 20% des étoiles de notre galaxie, la Voie lactée, ont des disques poussiéreux autour d’elles, dit Trilling.
Aucun télescope n’est assez puissant pour voir une planète ou un astéroïde en dehors de notre système solaire. Cependant, les télescopes peuvent voir les disques poussiéreux autour des étoiles lointaines. Un disque indique que les astéroïdes et les comètes orbitent autour d’une étoile.
En utilisant diverses méthodes, les scientifiques ont trouvé environ 200 planètes en orbite autour d’étoiles ces dernières années. Environ 50 de ces planètes sont dans des systèmes stellaires binaires. Mais dans tous les cas, une grande distance — une distance beaucoup plus grande que le diamètre de l’ensemble de notre système solaire — sépare les deux étoiles. Et toutes ces planètes orbitent autour d’une seule étoile, pas d’une paire d’étoiles.
Si vous pouviez voyager vers l’une de ces planètes, un soleil aurait l’air grand dans le ciel, tout comme notre soleil lorsqu’il est vu de la Terre. Le jumeau lointain ressemblerait simplement à une autre étoile scintillante.
À la recherche d’une planète doublement ensoleillée
Trilling et ses collègues voulaient savoir si des planètes se formaient autour d’étoiles binaires proches les unes des autres. Ils ont utilisé le télescope spatial Spitzer, qui est en orbite autour de la Terre, pour prendre des photos de 69 systèmes stellaires binaires. Certaines paires d’étoiles étaient aussi proches les unes des autres que la Terre l’est du soleil. D’autres étaient plus éloignés l’un de l’autre que Neptune ne l’est de notre soleil.
Une vidéo animée (cliquez ici ou sur l’image ci-dessus pour la visionner) montre comment une paire d’étoiles peut élever une famille de planètes.
NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (Télescope spatial Spitzer)
Avec les télescopes qui utilisent la lumière visible, les scientifiques ont du mal à prendre des photos de disques poussiéreux car les étoiles sont tellement plus brillantes que la poussière. Les particules de poussière, cependant, absorbent la chaleur de l’étoile et émettent un type d’énergie appelée lumière infrarouge. Nos yeux ne peuvent pas voir la lumière infrarouge, mais le télescope Spitzer le peut. Dans les images qu’elle produit, la poussière semble beaucoup plus brillante que les étoiles.
Pourtant, les chercheurs ne peuvent généralement pas dire ce que signifient les images au début. « Nous voyons une tache floue », dit Trilling.
Mais en calculant à quel point une étoile avec de la poussière est plus brillante dans l’image qu’elle ne le serait sans poussière, les astronomes ont une idée de l’emplacement de la poussière dans le système binaire. Les calculs montrent également la quantité de poussière qu’il y a. Les calculs ne montrent pas avec certitude si des planètes sont là-bas, mais il y a de fortes chances qu’au moins certains de ces disques contiennent des planètes.
Lorsque les images de l’étude binaire ont commencé à arriver, les scientifiques de l’Arizona ont vu à peu près ce à quoi ils s’attendaient. « Au début, c’était un peu ho-hum parce que nous savons qu’il y a de la poussière autour de certaines étoiles », explique Trilling.
Cependant, une fois l’étude terminée et les scientifiques ont commencé à analyser leurs données, ils ont trouvé quelques surprises. Les disques poussiéreux, ont montré leurs résultats, sont remarquablement communs autour d’étoiles binaires proches les unes des autres.
Les disques poussiéreux sont communs autour des étoiles binaires proches les unes des autres (en haut). Les disques n’existent pas (au milieu) ou orbitent autour d’une seule des deux étoiles (en bas) lorsque les étoiles sont éloignées.
NASA/JPL-Caltech/T. Pyle (Télescope spatial Spitzer)
» Le nombre de ces étoiles qui ont cette poussière est beaucoup, beaucoup plus élevé que ce à quoi nous nous attendions « , explique Trilling. Les étoiles binaires proches les unes des autres ont beaucoup plus de disques poussiéreux autour d’elles que les étoiles simples ou les étoiles binaires éloignées les unes des autres, ajoute-t-il.
Cette découverte suggère que les étoiles binaires proches peuvent être les meilleurs endroits pour rechercher des planètes et de la vie sur d’autres planètes.
La découverte oblige également les scientifiques à reconsidérer les hypothèses de longue date sur comment et où les planètes se forment. On ne sait pas encore, par exemple, pourquoi les disques poussiéreux sont si courants dans les systèmes binaires proches.
« La théorie est totalement dans l’air », dit Trilling. « Personne ne le sait. »
La vie sous deux soleils
Les scientifiques ont encore des doutes sur la formation d’une planète en orbite binaire. Mais une chose est sûre: la vie sur une telle planète serait intéressante. Chaque jour, un soleil semble chasser l’autre à travers le ciel. Les soleils se levaient et se couchaient à quelques minutes d’intervalle. Parfois, un soleil peut plonger derrière l’autre, affectant la quantité de lumière et de chaleur à la surface de la planète.
« Ce serait un endroit bizarre pour grandir », dit Boss. » Chaque jour serait différent. »
Et avec plus de soleils dans le ciel, ajoute-t-il, toute créature intelligente sur ces planètes aurait au moins deux fois plus de chances de se passionner pour l’astronomie.
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