Le corps a disparu depuis longtemps, mais l’arme du crime est restée sur place. À 1 300 années-lumière de la Terre, une étoile baptisée TOI-5882 garde dans sa lumière la trace d’un festin qu’elle aurait sans doute préféré cacher : une de ses propres planètes, avalée tout rond.
Du lithium là où il ne devrait pas y en avoir
Toute l’affaire tient à un élément chimique présent en quantité suspecte : le lithium. Une planète en contient beaucoup. Une étoile, presque pas, car la fournaise qui règne sous sa surface le détruit à mesure. Alors quand l’équipe d’astronomes menée par Brooke Kotten, de l’université du Michigan, a mesuré la composition de TOI-5882, le compteur s’est emballé. L’astre débordait de lithium.
« On est ce qu’on mange, non ? », résume la chercheuse dans le communiqué de son université. Le raisonnement tient en une ligne : si une étoile regorge soudain de lithium, c’est qu’elle a probablement gobé quelque chose qui en était gorgé. Une planète, par exemple.
Une scène de crime que personne n’a vue
Reste un détail gênant pour les enquêteurs : aucun témoin. Quand une étoile dévore une planète, le phénomène va vite, très vite. Quelques jours, parfois quelques semaines, et tout est terminé. Impossible donc d’assister au repas en direct. Les chercheurs doivent reconstituer la scène après coup, à partir des indices laissés sur place.
Kotten assume pleinement la comparaison policière. « C’est ce qui rend ce domaine passionnant, on résout vraiment un mystère », explique-t-elle. « On ne peut pas regarder le crime se produire, alors on travaille avec tous les indices disponibles pour identifier le coupable. » Celle qui rêvait enfant de devenir détective privée le reconnaît volontiers : elle se sent un peu comme une inspectrice du cosmos. La lumière analysée par son équipe a d’ailleurs quitté l’étoile il y a treize siècles, bien avant que le moindre télescope n’existe.
62 étoiles témoins pour confondre la coupable
Pour transformer un soupçon en preuve, l’équipe a passé TOI-5882 au crible de la spectroscopie, cette technique qui décompose la lumière d’un astre pour lire sa carte d’identité chimique. Le lithium ressortait nettement. Encore fallait-il prouver que ce taux était anormalement élevé, et pas simplement banal.
Les chercheurs ont donc aligné 62 autres étoiles comparables, choisies pour leur âge, leur masse et leur température proches de celles de la suspecte. Verdict sans appel : TOI-5882 se classe au minimum dans les 97 % des astres les plus riches en lithium. « Le fait de pouvoir regarder une étoile à 1 300 années-lumière et d’affirmer avec confiance qu’elle contient plus de lithium que prévu en dit long sur la précision des instruments actuels », souligne Melinda Soares-Furtado, de l’université du Wisconsin, qui a coécrit l’étude. « Et nul besoin de trier les données pour que ça saute aux yeux. C’est solide. »
Son collègue Seth Jacobson, de l’université d’État du Michigan, file une image parlante. Les atomes de lithium apportés par une planète engloutie, dit-il, ressemblent à des supporters qui débarquent dans un stade : « Il y a déjà quelques spectateurs présents, ceux du lithium d’origine de l’étoile, mais ils se retrouvent vite noyés sous le nombre. »
Une victime entre super-Terre et Neptune
La quantité de lithium ingérée a même permis d’esquisser le portrait de la victime. D’après les calculs publiés dans la revue The Astrophysical Journal, la planète disparue pesait entre deux fois la masse de la Terre et celle de Neptune, soit jusqu’à dix-huit fois notre planète. Un monde de type super-Terre, ni minuscule ni géant, dont il ne reste aujourd’hui qu’une signature chimique diluée dans une étoile.
Le complice était une étoile ratée
C’est là que l’enquête bascule. Le scénario habituel d’un astre qui dévore ses planètes est connu : en fin de vie, une étoile gonfle et se transforme en géante rouge, engloutissant tout ce qui passe à sa portée. Sauf que TOI-5882 n’en est pas encore là. Elle n’a pas suffisamment enflé pour expliquer le festin. Un coupable seul ne suffit pas.
L’équipe a donc identifié un complice possible, et il a de quoi intriguer. En orbite autour de TOI-5882 se trouve une boule de gaz qui pèse plus de vingt fois la masse de Jupiter, environ 2 % de celle du Soleil. Trop lourde pour être une simple planète, trop légère pour s’allumer comme une étoile, elle appartient à cette catégorie hybride qu’on appelle les naines brunes, surnommées les « étoiles ratées ». Sa gravité aurait suffi à déséquilibrer l’orbite de la planète condamnée et à la précipiter en spirale vers le brasier. Confirmer ce rôle d’instigatrice fera l’objet d’une étude distincte, encore à venir.
Notre Soleil finira par faire pareil
Cette histoire lointaine résonne étrangement avec la nôtre. Dans environ cinq milliards d’années, le Soleil entrera lui aussi dans sa phase de géante rouge. Il enflera jusqu’aux abords de l’orbite de Mars et avalera au passage Mercure, Vénus, et peut-être la Terre. Le sort de TOI-5882 offre un aperçu, à très grande échelle de temps, de ce qui attend notre propre système.
Surprendre une étoile la main dans le sac reste rarissime. En 2023, des astronomes du MIT avaient observé pour la première fois une telle scène en direct : un astre situé à 12 000 années-lumière s’était brusquement illuminé, devenant cent fois plus brillant en dix jours, le temps d’engloutir un monde géant. Le cas de TOI-5882, lui, repose entièrement sur l’art de lire les indices. L’étude a été publiée le 15 juin dans The Astrophysical Journal, avec le soutien de la NASA et de l’agence scientifique fédérale américaine. La question du complice, elle, attend toujours son procès.
