in

Trois planètes infantiles découvertes autour d’une étoile récente

Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO); A. Isella; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF)

Deux équipes indépendantes d’astronomes annoncent avoir décelé la présence de trois planètes en formation en orbite autour d’une jeune étoile, encore entourée d’un disque rempli de gaz.

Au cours de ces dernières années, le radiotélescope de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) basé au Chili a transformé notre compréhension des disques protoplanétaires – ces usines planétaires remplies de gaz et de poussière qui encerclent de jeunes étoiles. Des perturbations dans ces disques suggèrent fortement la présence de planètes. D’autres phénomènes, cependant, pourraient expliquer ces caractéristiques. En utilisant une nouvelle technique de recherche de planètes qui identifie des modèles inhabituels dans le flux de gaz à l’intérieur d’un disque protoplanétaire, deux équipes d’astronomes ont confirmé les caractéristiques distinctes et révélatrices de trois planètes nouvellement formées en orbite autour d’une jeune étoile dans notre Galaxie.

«Nous avons examiné le mouvement et localisé à petite échelle du gaz dans le disque protoplanétaire d’une étoile, une approche entièrement nouvelle qui a permis de découvrir certaines des planètes les plus jeunes de notre Galaxie, grâce aux images haute résolution d’ALMA», notent les chercheurs de l’Université du Michigan (États-Unis). Chaque équipe a pour cette étude analysé les données compilées par ALMA sur la jeune étoile HD 163296, âgée seulement de 4 millions d’années, que vous retrouverez à environ 330 années-lumière de la Terre en direction de la constellation du Sagittaire.

Plutôt que de se concentrer sur la poussière à l’intérieur du disque, les astronomes ont ici étudié la distribution et le mouvement du monoxyde de carbone (CO) gazeux à travers le disque. Les molécules de CO émettent naturellement une lumière millimétrique très distinctive qu’ALMA peut observer. Des changements subtils dans la longueur d’onde de cette lumière dus à l’effet Doppler donnent un aperçu de la cinématique – ou mouvement – du gaz dans le disque. S’il n’y avait pas de planètes, le gaz se déplacerait autour d’une étoile selon un schéma très simple et prévisible, connu sous le nom de rotation képlérienne.

«Il faudrait un objet relativement massif, comme une planète, pour créer des perturbations localisées dans ce mouvement autrement ordonné», note Christophe Pinte, de l’Université Monash en Australie et auteur principal sur l’un des deux documents. La première équipe a tout d’abord identifié deux motifs semblables à des planètes dans le disque, l’un à environ 80 unités astronomiques (UA) de l’étoile et l’autre à 140 UA (une unité astronomique est la distance moyenne entre la Terre et le Soleil, soit environ 150 millions de kilomètres) L’autre équipe a identifié la troisième à environ 260 UA de l’étoile. Les calculs des astronomes permettent de déduire que les trois planètes sont semblables en masse à Jupiter.

Bien que des milliers d’exoplanètes aient été découvertes au cours des dernières décennies, la détection de protoplanètes est aujourd’hui encore très rare. Les techniques actuellement utilisées pour trouver des exoplanètes dans des systèmes planétaires complètement formés ne se prêtent en effet pas à la détection de protoplanètes. C’est notamment le cas pour la mesure de l’oscillation d’une étoile ou la façon dont une planète en transit obscurcit la lumière des étoiles.

Mais ALMA est d’une précision folle. Dans ce système où le gaz tourne à environ 5 kilomètres par seconde, le radiotélescope a pu détecter des changements de vitesse aussi faibles que quelques mètres par seconde. Les planètes changent la densité du gaz près de leurs orbites, ce qui modifie la pression du gaz, induisant ces changements de vitesse correspondants.

Les deux équipes continueront à affiner cette méthode et l’appliqueront à d’autres disques, en espérant mieux comprendre comment se forment les planètes.

Vous retrouverez tous les détails ici et ici.

Source

Trois planètes infantiles découvertes autour d’une étoile récente
Notez cette actu