Nous avons peut-être observé une planète, à l’autre bout de la galaxie, obtenir sa propre version de la Lune

Un écho lointain de la naissance de notre Lune

Et si nous venions d’assister, à des milliers d’années-lumière, à un événement cosmique d’une violence inouïe, étrangement similaire à celui qui a donné naissance à notre propre Lune ? C’est la fascinante conclusion d’une étude portant sur les variations lumineuses d’une étoile lointaine. Les données suggèrent qu’une collision géante a projeté un immense nuage de poussière dans l’espace, un scénario qui rappelle fortement nos propres origines.

Le consensus scientifique est formel : il y a environ 4,5 milliards d’années, une planète de la taille de Mars, baptisée Théia, a percuté la jeune Terre. L’impact a pulvérisé une partie des deux corps, et les débris projetés en orbite se sont lentement agglomérés pour former la Lune. Bien que les chocs entre grands corps célestes fussent monnaie courante dans le système solaire primitif, cet événement précis semble sans équivalent. Pour beaucoup, cette collision est l’un des facteurs clés qui ont rendu la Terre si propice à l’émergence d’une civilisation technologique.

Dès lors, une question brûle les lèvres des astronomes : à quelle fréquence des impacts similaires se produisent-ils sur d’autres planètes de type terrestre ? Une réponse définitive attendra sans doute des télescopes capables de détecter avec certitude les exolunes. Mais parfois, la chance offre des indices bien plus tôt que prévu. C’est ce qui semble s’être produit il y a une dizaine d’années, sans que personne ne s’en aperçoive sur le moment.

L’étrange comportement de l’étoile Gaia20ehk

Tout a commencé lorsque Anastasios Tzanidakis, un doctorant de l’Université de Washington, a décidé de fouiller dans d’anciennes archives télescopiques. Son attention a été attirée par Gaia20ehk, une étoile située à 11 000 années-lumière qui n’avait jusque-là suscité que peu d’intérêt. Il s’agit d’une étoile de type F, environ 30 % plus massive que notre Soleil et apparemment bien plus jeune, mais déjà entrée dans la phase stable de son existence.

En analysant la courbe de lumière de l’étoile, Tzanidakis a décelé une anomalie saisissante. « La production de lumière de l’étoile était belle et stable, mais à partir de 2016, elle a connu trois baisses de luminosité. Et puis, aux alentours de 2021, elle est devenue complètement folle », a-t-il expliqué dans un communiqué. Il insiste sur ce point : « Je ne saurais trop insister sur le fait que les étoiles comme notre Soleil ne font pas ça. Alors, quand nous avons vu celle-ci, nous nous sommes dit : ‘Bonjour, que se passe-t-il ici ?' »

Ce clignotement erratique n’évoquait pas le cas de KIC 8462852, plus connue sous le nom d’étoile de Boyajian, qui avait défrayé la chronique en 2015 avec des spéculations sur de possibles « mégastructures extraterrestres ». Le comportement de Gaia20ehk était cependant tout aussi inhabituel pour une étoile de sa catégorie. Mais là où une douzaine d’hypothèses avaient été avancées pour KIC 8462852, Tzanidakis et ses collègues n’en avaient aucune. Jusqu’à ce qu’ils aient l’idée d’examiner des images infrarouges de la même étoile.

La chaleur révèle le secret de la collision

L’observation en infrarouge a été la clé du mystère. Les données ont révélé un phénomène totalement inattendu. « La courbe de lumière infrarouge était tout le contraire de la lumière visible », a rapporté Anastasios Tzanidakis. « Alors que la lumière visible commençait à vaciller et à faiblir, la lumière infrarouge a grimpé en flèche, ce qui pourrait signifier que le matériau qui bloque l’étoile est chaud — si chaud qu’il brille dans l’infrarouge. » Une bouffée soudaine de poussière chaude est exactement ce que l’on attend d’une collision frontale.

Cependant, le schéma découvert par le chercheur était plus complexe qu’un simple impact. De plus petites quantités de poussière semblaient avoir été libérées dans un premier temps. Comment l’expliquer ? « Cela pourrait être dû au fait que les deux planètes se sont rapprochées en spirale l’une de l’autre », a avancé Tzanidakis. « Au début, elles ont eu une série d’impacts rasants, qui ne produiraient pas beaucoup d’énergie infrarouge. Puis, elles ont eu leur grande collision catastrophique, et l’infrarouge a vraiment grimpé en flèche. »

Les débris d’un nouveau monde en formation

Ce qui rend cette observation encore plus troublante, c’est l’emplacement du nuage de poussière. Il orbite autour de l’étoile Gaia20ehk à une distance d’environ 165 millions de kilomètres (100 millions de miles), soit à peine plus que la distance qui sépare la Terre du Soleil. À cette distance, la lumière de l’étoile ne sera pas suffisante pour maintenir la poussière chaude éternellement. Avec le temps, elle se refroidira et finira par se condenser.

L’issue la plus probable ? La formation d’une lune autour de la planète qui a survécu à la collision. La masse de poussière détectée est inférieure à 1 % de la masse de notre Lune, mais les chercheurs précisent que des objets plus gros, non détectables car moins dispersés, pourraient se cacher au sein de ce nuage. Le calendrier de ce processus de formation reste cependant inconnu. Compte tenu de l’immense distance, il est impossible d’observer directement les planètes de ce système, même si elles sont temporairement très chaudes après l’impact.

Une découverte qui pourrait redéfinir l’astrobiologie

Si cet événement est remarquable, sa découverte n’est pas le fruit du pur hasard. Elle est le produit du sujet de thèse peu commun choisi par Anastasios Tzanidakis. Il se spécialise dans l’étude des archives du télescope spatial Gaia, à la recherche d’exemples de variabilité extrême des étoiles sur des périodes d’une décennie ou plus. « Peu de chercheurs recherchent des phénomènes de cette manière, ce qui signifie que toutes sortes de découvertes sont potentiellement à portée de main », a souligné le directeur de thèse, le Dr James Davenport.

Tzanidakis lui-même mesure la portée de cette observation. « C’est incroyable que divers télescopes aient capté cet impact en temps réel », a-t-il déclaré. « Il n’existe que quelques autres collisions planétaires de quelque type que ce soit, et aucune ne présente autant de similitudes avec l’impact qui a créé la Terre et la Lune. Si nous pouvons observer davantage de moments comme celui-ci ailleurs dans la galaxie, cela nous en apprendra beaucoup sur la formation de notre monde. » Les opportunités de ce type devraient d’ailleurs se multiplier avec les données futures du télescope Vera Rubin, qui augmentera considérablement le nombre d’étoiles dont nous pourrons suivre les variations.

Au-delà de l’astronomie, l’enjeu est fondamental pour l’astrobiologie, comme le conclut le Dr Davenport : « Quelle est la rareté de l’événement qui a créé la Terre et la Lune ? Cette question est fondamentale. » Il ajoute : « Il semble que la Lune soit l’un des ingrédients magiques qui font de la Terre un bon endroit pour la vie. Elle peut aider à protéger la Terre de certains astéroïdes, elle produit des marées océaniques et un climat qui permettent à la chimie et à la biologie de se mélanger à l’échelle mondiale, et elle pourrait même jouer un rôle dans l’activité tectonique des plaques. Pour l’instant, nous ne savons pas à quel point cette dynamique est courante. Mais si nous surprenons d’autres collisions de ce type, nous commencerons à le découvrir. » L’étude a été publiée en accès libre dans la revue The Astrophysical Journal Letters.

Selon la source : iflscience.com