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C’est la plus jeune protoplanète découverte à ce jour

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Crédits : NASA, ESA, Joseph Olmsted (STScI)

Une équipe d’astronomes décrit la découverte d’une planète si jeune qu’elle n’a pas encore émergé du ventre de la matière à partir de laquelle elle se forme. Il s’agit ainsi de la plus jeune protoplanète découverte à ce jour. Son emplacement suggère qu’une méthode alternative de formation des planètes pourrait être à l’œuvre.

Deux modèles de formation planétaire

Toutes les planètes se forment à partir de matériaux provenant d’un disque circumstellaire, mais ce processus n’est pas encore tout à fait compris. On distingue ici deux théories principales.

Pour les planètes joviennes de type Jupiter, la théorie dominante, celle de l’accrétion du noyau, est une approche ascendante où les planètes intégrées dans le disque se développent à partir de petits objets autour d’une étoile. Ce noyau accumule ensuite lentement le gaz du disque.

Ce modèle fonctionne bien pour les planètes du Système solaire. En revanche, il peine à expliquer la présence de mondes autour d’autres étoiles à des distances beaucoup plus grandes que l’orbite de Neptune. En effet, les noyaux rocheux ne devraient pas se former loin de l’étoile centrale. Pour expliquer leur présence à de telles distances, une théorie soutient que ces planètes périphériques se forment près de l’étoile avant de migrer vers l’extérieur.

Une autre théorie, celle de l’instabilité du disque, est un modèle descendant où lorsqu’un disque massif autour d’une étoile se refroidit, la gravité provoque sa décomposition rapide en un ou plusieurs fragments de masse planétaire.

Cela étant dit, une équipe vient d’annoncer la découverte d’une nouvelle planète encore à l’état embryonnaire, une protoplanète. Pour ce faire, les chercheurs se sont appuyés sur le télescope Hubble et sur le télescope japonais Subaru. Ce dernier est situé au sommet du Mauna Kea, à Hawaï.

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Image montrant les bras en spirale dans le disque et la protoplanète récemment découverte autour de l’étoile (☆). La taille de l’orbite de Neptune dans le Système solaire est indiquée pour fournir une échelle. Crédits : T. Currie/Télescope Subaru

Une distance qui bouleverse la théorie dominante

Ce nouveau monde en construction est intégré dans un disque de poussière et de gaz tourbillonnant autour d’une jeune étoile âgée d’environ deux millions d’années. À titre de comparaison, ce bébé planète appelé AB Aurigae b est probablement environ neuf fois plus massif que Jupiter. Il évolue en outre autour de son étoile hôte à une distance d’environ treize milliards de kilomètres. Cela représente environ deux fois la distance qui sépare Pluton du Soleil.

Or, à cette distance, on estime qu’une planète de la taille de Jupiter à très peu de chance, voire aucune, de se former par accrétion du noyau. Cela amène donc les chercheurs à conclure que l’approche de « l’instabilité du disque » était peut-être ici à l’œuvre. En effet, un tel embryon planétaire n’aurait pas pu se former dans les régions intérieures avant de migrer. Ce type de déplacement aurait dû s’opérer plus tard.

« Cette nouvelle découverte est une preuve solide que certaines planètes géantes gazeuses peuvent se former par le mécanisme d’instabilité du disque« , notent les auteurs dans Nature Astronomy. « En fin de compte, la gravité est tout ce qui compte, car les restes du processus de formation des étoiles finiront par être réunis par gravité pour former des planètes, d’une manière ou d’une autre. »

Comprendre les premiers jours de la formation des planètes de type Jupiter fournit aux astronomes plus de contexte pour appréhender l’histoire de notre propre Système solaire.