Le réseau de télescopes ALMA, situé au Chili, a repéré des structures en anneaux et en spirale dans des disques protoplanétaires vieux d’à peine 300 000 ans, suggérant que les planètes peuvent se former beaucoup plus rapidement qu’on ne le pensait.
Que sont les disques protoplanétaires ?
Les disques protoplanétaires sont des structures de gaz et de poussière qui entourent une jeune étoile en formation. Ils représentent la première phase du processus de formation planétaire au sein d’un système stellaire. Au fil du temps, les particules de poussière en collision peuvent alors s’agglomérer pour former des planétésimaux qui sont des précurseurs des planètes. Ces planètes en formation acquièrent ensuite progressivement de la masse à partir du matériau du disque. Au fur et à mesure que les planètes se forment et que le matériau est accrété par la jeune étoile, le disque s’amincit et finalement disparaît.
Les astronomes étudient donc les disques protoplanétaires pour mieux comprendre le processus de formation des étoiles et des systèmes planétaires. Cependant, la détection de ces structures est complexe en raison de la présence de poussière qui bloque la lumière des étoiles.
Pour les étudier, on utilise des observatoires conçus pour observer les ondes millimétriques et submillimétriques émises par les objets astronomiques. Nous savons en effet que ces ondes peuvent pénétrer plus efficacement la poussière cosmique que la lumière visible. C’est notamment le cas d’ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array), un réseau de radiotélescopes situé dans le désert d’Atacama, au Chili. Récemment, des chercheurs ont ainsi utilisé cet observatoire pour examiner des nuages de poussière et de gaz situés à moins de 700 années-lumière de la Terre, offrant une opportunité rare aux astronomes d’observer les premières étapes de la formation des planètes.
Un processus plus rapide que prévu
Ces nuages moléculaires bien connus tels qu’Ophiuchus, Chamaeleon I et Cor Australis., âgés de 200 000 à 500 000 ans, ont révélé des disques protoplanétaires autour d’étoiles centrales.
Ces disques protoplanétaires semblaient également avoir une forme de beignet avec une grande cavité centrale, selon les premiers résultats présentés par Cheng-Han Hsieh de l’Université de Yale. Certaines images montrent aussi des disques avec plusieurs anneaux et structures en spirale, suggérant que la formation des planètes géantes peut commencer très tôt après la formation des protoétoiles.
Ces observations remettent en question la croyance courante selon laquelle les disques de formation planétaire nécessitent au moins deux millions d’années pour donner naissance à des systèmes planétaires comparables au nôtre. En août 2022, la découverte de la plus jeune exoplanète connue, âgée de seulement 1,5 million d’années, avait également remis en question cette chronologie.
Malgré tout, le moment précis où le processus commence au sein des disques protoplanétaires demeure toujours l’une des grandes questions qui entourent la formation des planètes. Les anneaux et les lacunes nouvellement détectés dans les disques protoplanétaires pourraient fournir des indices importants, mais ils sont très difficiles à trouver.
