Un exomoon en fusion pourrait-il expliquer l'étoile de Tabby?

Concept artistique d'un anneau de poussière non uniforme hypothétique à l'origine de la mystérieuse atténuation de l'étoile de Tabby, également connue sous le nom de KIC 8462852 ou de l'étoile de Boyajian. Image via NASA / JPL-Caltech / Université Columbia.

Tabby's Star - alias KIC 8462852 ou Star de Boyajian - fascine les astronomes et le public depuis quelques années, avec ses étranges gradations abruptes de luminosité. Les théories ont varié, allant des comètes aux trous noirs, en passant par les mégastructures étrangères, pour expliquer les creux occasionnels. Le 16 septembre, des scientifiques de la Columbia University ont annoncé une nouvelle possibilité: un exomoon en fusion .

Le nouvel article évalué par les pairs a été publié dans les Avis mensuels de la Société royale d’astronomie du 5 septembre 2019.

La nouvelle étude se concentre sur l'atténuation à long terme de l'étoile de Tabby, où des preuves indiquent qu'elle s'est graduellement atténuée dans l'ensemble au cours des dernières décennies, voire des siècles, voire plus. Des études ont montré que l'étoile avait diminué de 14% entre 1890 et 1989. Ce phénomène est distinct des autres creux occasionnels, où la luminosité de l'étoile s'assombrit soudainement pendant quelques heures ou quelques jours, puis redevient normale. Certains de ces creux n’ont été que d’environ 1%, alors que d’autres jusqu’à un énorme 22%.

Mais la gradation graduelle à long terme a été tout aussi déroutante. Le nouveau scénario proposé implique un grand exomoon glacé - une lune en orbite autour d'une planète dans un autre système solaire - en train de "fondre" ou de s'évaporer lentement. Comme l'astrophysicien Brian Metzger de Columbia - co-auteur de la nouvelle étude - a expliqué:

L'exomoon est comme une comète de glace qui s'évapore et crache ces roches dans l'espace. Finalement, l'exonière s'évaporera complètement, mais il faudra des millions d'années pour que la lune soit fondue et consommée par l'étoile. Nous sommes tellement chanceux de voir cet événement d'évaporation se produire.

Les théories sur l'étoile de Tabby vont des comètes aux mégastructures extraterrestres. L'explication pourrait-elle réellement être un exomoon en voie d'évaporation? Image via NASA / JPL-Caltech / Sky & Telescope.

Un exomoon en cours de destruction pourrait également expliquer les autres creux plus brefs et aléatoires. La lune pourrait être arrachée de sa planète, et dans certains cas, elle pourrait tourner autour de l'étoile. Lorsque cela se produit, le rayonnement de l'étoile peut déchirer les couches extérieures de la lune, créant ainsi des nuages ​​de poussière. Ces nuages ​​de poussière pourraient alors causer des baisses de luminosité lorsqu'ils passeront entre l'étoile et la Terre.

Mais qu'en est-il de la gradation à long terme? Si un exomoon était déchiré, des morceaux de celui-ci pourraient toujours être présents dans la nouvelle orbite autour de l'étoile où la lune avait été tirée. Les matériaux à plus gros grains forment un disque autour de l'étoile, tandis que des nuages ​​de poussière à plus petits grains le traversent, et les plus grosses particules peuvent être déplacées plus près de l'étoile. Tout cela affecte l'opacité du disque au fil du temps.

L'idée qu'une planète et une lune se rapprochent de son étoile et soient détruites est unique parmi les hypothèses proposées pour l'étoile de Tabby.

Tabetha Boyajian, qui a contribué à attirer l'attention du public sur la star du mystère KIC 8462852. Image via exoplanets.astro.yale.edu.

L'astrophysicien - Miguel Martinez de l'Université de Columbia a dirigé la nouvelle recherche sur Tabby's Star. Il a dit:

Il en résulte naturellement que les exomons orphelins se retrouvent sur des orbites (très excentriques) avec exactement les propriétés que les recherches antérieures avaient démontrées étaient nécessaires pour expliquer l’atténuation de l’étoile de Tabby. Aucun autre modèle précédent n'a été capable d'assembler toutes ces pièces.

Si cette hypothèse est correcte, une autre question est de savoir si de tels événements sont rares ou pourraient-ils être plus fréquents? On observe assez souvent des baisses de luminosité de certaines étoiles, mais il s’agit généralement d’étoiles beaucoup plus jeunes, qui sont encore entourées de disques de poussière et de gaz, où des planètes peuvent se former. Tabby's Star, cependant, est plus vieille et ressemble plus à notre propre soleil. Le télescope spatial Kepler a examiné des centaines de milliers d'étoiles, mais n'en a vu qu'une agir de la même manière que l'étoile de Tabby. L'étoile de Tabby elle-même. Cela ne veut pas dire que Tabby's Star est la seule étrange trouvée à ce jour.

Par exemple, considérons le soi-disant Random Transiter - HD 139139 - un système binaire en étoile situé à 350 années-lumière de la Terre. On a constaté que cette étoile, également vue par Kepler, subissait 28 transits sur une période de 87 jours, c’est-à-dire 28 objets passant devant elle, ressemblant à des planètes et ayant tous la même taille, à l’exception d’un plus grand. un. Le problème est qu’il n’existe aucune preuve d’orbites régulières et périodiques pour ces 28 objets, comme on pouvait s’y attendre pour les planètes. Et pourquoi ont-ils la plupart du temps la même taille? D'où le surnom de Randiter Transiter.

Miguel Martinez de l'Université Columbia a dirigé la nouvelle recherche sur Tabby's Star. Image via Miguel Martinez.

Si un exomoon en train de s'évaporer explique vraiment l'étoile de Tabby, ce serait aussi une preuve irréfutable que les exomoons sont courants dans notre galaxie, comme les scientifiques le pensent bien (bien que beaucoup plus difficiles à détecter). Selon Metzger:

Nous n'avons vraiment aucune preuve que des lunes existent en dehors de notre système solaire, mais une lune projetée dans son étoile hôte ne peut pas être aussi rare. Ceci contribue à élargir notre connaissance des événements exotiques dans d'autres systèmes solaires que nous n'aurions pas connus il y a 20 ou 30 ans.

Les chercheurs semblent avoir bien argumenté leur idée de fondre dans l’exomoon. Il sera donc intéressant de voir ce que les observations continues montrent, et de savoir si d’autres scientifiques peuvent appuyer leurs conclusions. Mais il semble certain que l’étoile de Tabby continuera à être l’une des découvertes les plus fascinantes de la science spatiale.

Conclusion: une nouvelle hypothèse pourrait expliquer à la fois les étranges creux et la gradation à long terme de l’étoile de Tabby: un «exomoon en fusion».

Source: Orphelin Exomoons: détachement des marées et évaporation à la suite d'une collision entre une exoplanète et une étoile

Via Columbia University