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ALMA découvre un système stellaire encore jamais vu

Crédits : ESO

Des astronomes ont identifié un premier système à trois étoiles déchirant littéralement son disque protoplanétaire en lambeaux, ne laissant derrière que des anneaux déformés et mal alignés.

Les disques protoplanétaires sont les structures à partir desquelles se forment les planètes autour de jeunes étoiles. Au fil du temps, la matière commence à s’agglutiner et finit par modeler des protoplanètes et d’autres corps mineurs.

Dans les systèmes stellaires à une étoile comme notre Système solaire, les planètes et les ceintures de roche s’alignent plus ou moins le long d’un plan plat, encerclant l’équateur de l’étoile. En revanche, ce n’est pas nécessairement le cas pour les systèmes d’étoiles multiples. Situé à environ 1300 années-lumière de la Terre, le système GW Orionis en est le parfait exemple.

Un système unique en son genre

Ce système se compose de trois étoiles. Les deux premières tournent l’une autour de l’autre tous les 241 jours à une distance d’environ une unité astronomique. Pour rappel, une UA équivaut à la distance moyenne entre la Terre et le Soleil. La troisième étoile évolue quant à elle autour de la paire tous les onze ans et demi sur une orbite mal alignée à une distance de huit UA.

Grâce au Very Large Telescope (VLT) de l’ESO et au grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (ALMA), au Chili, des astronomes ont pu sonder la géométrie particulière de ce système. Autour des trois étoiles, le nuage protoplanétaire se décompose en effet en trois anneaux à des distances de 46, 185 et 340 unités astronomiques du centre du système.

L’anneau extérieur est accessoirement le plus grand jamais observé dans un système protoplanétaire. À titre de comparaison, la distance moyenne de Pluton par rapport au Soleil est de 39,5 unités astronomiques.

Dans cette configuration, l’anneau intérieur se retrouve complètement désaligné par rapport aux deux autres. La nouvelle recherche révèle également que cet anneau intérieur contient suffisamment de matière pour former plusieurs mondes (trente masses terrestres de poussière). Toutes les futures planètes formées dans cet anneau désaligné évolueront alors autour de l’étoile sur des orbites très obliques.

Une planète cachée ?

Des observations directes combinées à des simulations informatiques ont permis de comprendre que ces désalignements protoplanétaires sont principalement l’oeuvre de l’attraction gravitationnelle conflictuelle des trois étoiles impliquées dans différents plans. Cependant, selon les chercheurs, ce ne serait pas le seul facteur en jeu. La présence d’une planète entre ces anneaux est d’après eux également nécessaire pour expliquer cette configuration étonnante.

Cette planète a probablement creusé un espace de poussière et cassé le disque à l’emplacement des anneaux intérieurs et extérieurs actuels“, suggère l’astronome Nienke Van der Marel, de l’Université de Victoria. Si une telle planète existe effectivement, ce serait la première jamais isolée autour de trois étoiles. Les futures observations de ce système fascinant permettront de confirmer (ou non) la découverte.

Les détails de ces travaux ont été publiés dans The Astrophysical Journal Letters and Science.