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Première détection claire d’un disque lunaire autour d’une exoplanète

Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty and al.

S’appuyant sur le réseau d’antennes ALMA, au Chili, une équipe a récemment détecté de manière très claire la présence d’un disque autour d’une exoplanète. Ce disque, notent les chercheurs, serait assez massif pour soutenir la formation de plusieurs satellites.

Nous savons que les planètes naissent dans des disques de gaz (disque circumplanétaire) enroulant les jeunes étoiles. Ce disque d’accrétion, initialement très chaud, va se refroidir avec le temps, permettant la condensation de grains solides (roches, glaces), qui vont ensuite croître par collisions mutuelles pour former des “planétésimaux”. L’accrétion mutuelle de ces planétésimaux conduira ensuite à la formation d’embryons planétaires, puis à des planètes.

Au cours de ce processus, une planète peut également acquérir son propre disque circumplanétaire au sein duquel le gaz et la poussière peuvent se rassembler dans des corps de plus en plus gros, conduisant finalement à la naissance de lunes. Mais les astronomes ne comprennent pas encore pleinement les détails de ce processus. “En bref, on ne sait toujours pas quand, où et comment les planètes et les lunes se forment“, résume ainsi Stefano Facchini, chercheur à l’European Southern Observatory (ESO), d’où l’intérêt de cette nouvelle recherche.

Un premier disque lunaire

S’appuyant sur les données du Grand réseau d’antennes millimétrique/submillimétrique de l’Atacama (ALMA), au Chili, le Dr. Facchini et son équipe ont réussi à identifier la présence d’un disque enroulant l’exoplanète PDS 70c.

Vous retrouverez cette boule de gaz accompagnée d’une autre planète – PDS 70b – autour d’une étoile à près de 400 années-lumière de la Terre. Le diamètre de ce disque est à peu près équivalent à celui de la distance Terre-Soleil, soit environ 150 millions de km. Il serait également assez massif pour permettre la formation de trois satellites de la taille de la Lune.

Notre travail présente une détection claire d’un disque dans lequel des satellites pourraient se former“, confirme Myriam Benisty, de l’Université de Grenoble, en France, qui a dirigé la recherche. “Nos observations ALMA ont été obtenues à une résolution si exquise que nous avons pu clairement identifier que le disque est associé à la planète et nous sommes en mesure de contraindre sa taille pour la première fois“.

Les chercheurs ont également constaté que PDS 70b ne présentait aucune preuve claire d’un tel disque.

disque lunaire exoplanète
Une vue large (à gauche) et rapprochée (à droite) du disque formant la lune entourant PDS 70c. Crédits : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty and al.

Ces observations pourraient nous apporter un nouvel éclairage sur la formation planétaire dans les jeunes systèmes stellaires. “Plus de 4000 exoplanètes ont été trouvées jusqu’à présent, mais toutes ont été détectées dans des systèmes matures“, souligne en effet Miriam Keppler, chercheuse à l’Institut Max Planck d’astronomie, en Allemagne. “PDS 70b et PDS 70c, qui forment un système rappelant la paire Jupiter-Saturne, sont les deux seules exoplanètes détectées à ce jour qui sont encore en voie de formation“.

À l’avenir, les chercheurs prévoient une étude plus approfondie de ce système grâce au Very Large Telescope (ELT) de l’ESO, actuellement en construction dans le désert chilien d’Atacama.