Mauvaise astronomie Le Star HD 53143 est entouré d’un anneau anti-poussière elliptique

L’une des choses les plus étonnantes de l’astronomie est la façon dont elle fonctionne comme une machine à voyager dans le temps.

Par exemple, nous voyons parfois les choses si loin qu’il faut des milliards d’années pour que la lumière nous parvienne, alors nous voyons cet objet tel qu’il était quand il était jeune.

Mais d’une autre manière, nous pouvons voyager dans le temps en regardant une étoile très similaire mais beaucoup plus jeune que le Soleil actuel. Ce n’est pas parfait, mais cela nous donne une idée de ce qu’était notre star la plus proche dans notre jeunesse.

HD 53143 est l’une de ces étoiles. C’est un peu plus froid et plus sombre que le Soleil – G9V pour les gens qui aiment leur jargon astro – et probablement âgé d’environ un milliard d’années. Le soleil a 4,6 milliards d’années, donc le HD 53143 est un peu plus jeune. Et à seulement 60 années-lumière, il est suffisamment proche pour être exploré en détail.

Lorsque les étoiles naissent pour la première fois, elles sont entourées d’un disque de matière qui forme l’étoile elle-même, ainsi que des planètes, des astéroïdes, des comètes et divers petits corps en orbite autour d’elle. Au fil du temps, une grande partie du matériau de ce disque sera utilisée pour fabriquer tous ces corps, ou l’étoile s’envolera lorsqu’elle sera allumée. Cependant, il peut y avoir beaucoup de détritus en orbite ; Le long de Neptune, il y a des milliards de corps glacés dans notre système solaire qui sont piégés dans la poussière et les roches, communément appelés objets Trans-Neptune. Il y a leur disque juste passé l’orbite de Neptune, appelée ceinture de Kuiper, un anneau hémisphérique centré par le Soleil. Au fur et à mesure que ces objets entrent en collision, ils créent de la poussière qui tourne également autour du Soleil.

Le HD 53143 a quelque chose comme ça, mais c’est très différent. Invité un prahi ketas, il a été découvert sur des images du télescope spatial Hubble en 2006. C’était visible sur les photos, mais c’était faible et difficile à analyser. Il avait l’air assez circulaire, comme si nous le voyions face à face, et il y avait quelques zones plus lumineuses. Les images de Hubble prises avec un autre appareil photo le montraient un peu mieux, mais ils n’avaient pas les détails pour vraiment clouer la structure.

Cependant, de nouvelles observations utilisant le grand réseau millimétrique / submillimétrique d’Atacama ont, pour la première fois, résolu les longues longueurs d’onde du disque, où cette poussière brille de sa chaleur. Et ce qu’il montre n’est pas du tout ce qu’on attendait [link to paper].

Tout d’abord, nous ne le voyons pas du tout face à face. Il ressemble à une ellipse, pas à un cercle. Mais regardez aussi l’étoile : elle est clairement hors du milieu ! Cela a du sens si le disque est vraiment elliptique ; la poussière tourne autour d’une ellipse dans HD 53143, et l’étoile, si vous vous souvenez de vos maths de lycée, n’est pas au milieu, mais dans un foyer.

Remarquez le point lumineux dans le coin inférieur droit. C’est probablement dans l’apoapsis de la poussière – la partie de son orbite la plus éloignée de l’étoile. Le mouvement orbital y est le plus lent et la poussière s’y accumule. Plus de poussière = lumière plus vive.

Un tel anneau elliptique a déjà été vu. L’anneau de poussière autour de l’étoile brillante Fomalhaut est également une ellipse, mais l’anneau de poussière autour de HD 53143 est beaucoup plus elliptique – les astronomes disent qu’il a excentricité supérieure.

C’est particulier. On pourrait supposer que ce matériau, comme la poussière de notre ceinture de Kuiper, tourne autour d’une étoile avec une étoile en son centre. Pourquoi l’anneau est-il elliptique ?

L’explication la plus simple est que la planète ou les planètes tournent autour de l’étoile, la tirant par gravité, la tordant en une ellipse. Ces planètes, d’après les observations actuelles, sont trop petites et faibles pour les voir, nous ne pouvons donc pas le dire avec certitude. Mais c’est comme ça que je parie.

Il existe également un disque interne qui n’a pas été vu dans les images ALMA mais qui a été détecté dans les images Hubble précédentes. C’est trop proche pour en dire beaucoup, mais il ne semble pas être aligné avec le disque vu par ALMA ; il est incliné et tourné à un angle différent de nous. Aux premiers stades du système solaire, les planètes peuvent se rapprocher ou s’éloigner de l’étoile, et cette migration peut expliquer pourquoi les anneaux sont mal alignés; la gravité de la planète ou des planètes peut attirer le disque interne et mélanger la poussière avec son orbite.

Il est possible que l’anneau extérieur dirige le matériau vers le bas vers l’étoile et alimente le disque intérieur, peut-être encore par une planète focalisée ou plusieurs planètes, ce qui peut aussi être la raison pour laquelle les disques sont inclinés. Peu importe comment ils sont arrivés, ils sont assez bizarres.

Il n’est pas difficile de regarder HD 53143 et de se demander si notre propre système solaire ressemblait à cela il y a plus de 3 milliards d’années. Y avait-il aussi une jeune ceinture de Kuiper qui a également été gravement endommagée, peut-être en raison de versions bébés de planètes géantes externes ? Et pendant ces éons, ça s’est un peu calmé ?

Je peux m’y rapporter. J’étais autrefois un adolescent et certainement excentrique, sinon littéralement poussiéreux. Mais ce qui est intéressant, c’est qu’il existe des parallèles entre nous et la vie des stars. Et si ces parallèles sont vrais d’étoile en étoile, HD 53143 peut nous dire comment c’était dans la jeunesse turbulente du système solaire et du soleil lui-même.

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