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Comment les planètes se forment après une explosion stellaire

Crédits : iStock

Des données récentes en provenance d’une étoile « neutronique » en mouvement rapide permettent aujourd’hui de comprendre la façon dont les planètes se forment suite de l’explosion de supernova.

Les astronomes Jane Greaves, de l’Université de Cardiff, et Wayne Holland, du UK Astronomy Technology Center à Édimbourg, annoncent avoir levé le voile sur la façon dont les planètes se forment après une explosion de supernova, un mystère vieux de 25 ans. Les deux chercheurs présenteront leur travail ce jeudi 6 juillet lors de la réunion nationale d’astronomie tenue à l’Université de Hull. Ils publieront également un document dans les Monthly Notices of the Royal Astronomical Society.

PSR J0633+1746, connu aussi sous le nom de Geminga, est un pulsar gamma situé à environ 550 années-lumière du Soleil dans la constellation des Gémeaux. Il a fait partie des trois premières sources de rayons gamma astrophysiques détectées par le premier satellite artificiel affecté à l’observation gamma, SAS-2. Atypique, il est l’une des plus fortes sources de rayons gamma du ciel, mais contrairement à la majorité des pulsars, il n’est pas détecté dans le domaine des ondes radio. La naissance de Geminga résulte très certainement de l’explosion d’une supernova il y a 340 000 ans.

Les premières exoplanètes ont été découvertes il y a environ 25 ans, non pas autour d’étoiles de type solaire, mais en orbite autour de petites étoiles à neutrons super denses, résidus de supernovae, ces explosions titanesques d’étoiles en fin de vie plusieurs fois plus massives que notre Soleil. Ces « planètes dans l’obscurité » se sont néanmoins révélées incroyablement rares et ont toujours interrogé les astronomes.

L’explosion d’une supernova devrait normalement détruire toutes les planètes existantes puis l’étoile à neutrons capture la matière en orbite pour former de nouveaux compagnons. Ces planètes trahissent ensuite leur présence en modifiant les impulsions radio de l’étoile à neutrons, ou « pulsar » qui transmettent normalement de manière très régulière. Mais comment ces planètes se forment-elles réellement ?

Les deux scientifiques ont observé Geminga à l’aide du James Clerk Maxwell Telescope (JCMT), à Hawaii, qui fonctionne à des longueurs d’onde sous-millimétriques. Ils ont alors découvert que le pulsar se déplace très rapidement à travers la Voie lactée : « sa vitesse est supérieure à la vitesse du son dans le gaz interstellaire », font savoir les chercheurs qui suggèrent que cette vitesse de déplacement combinée à une rotation très rapide ferait émerger une onde de choc derrière laquelle la matière serait fortement comprimée. Des planètes faisant plusieurs fois la masse de la Terre se formeraient alors.

Une structure en forme d’arc apparaît face à l’étoile de neutrons, la précédant dans ses déplacements. Une structure plus cylindrique est observée derrière l’étoile à neutrons où la matière se retrouve comprimée. Crédits : Jane Greaves / JCMT/EAO

Il ne s’agit là que d’une observation unique. D’autres seront nécessaires pour établir un véritable modèle de formation de ces planètes suite à des explosions stellaires. « Notre image est assez floue », admettent les chercheurs qui comptent maintenant s’appuyer sur l’Atacama Large Millimeter Array au Chili, l’un des plus puissants réseaux de radiotélescopes au monde pour obtenir plus de détails.

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