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Le VLT observe en direct la naissance d'une planète géante

Des astronomes utilisant le VLT ont obtenu ce qui est probablement la première observation directe d’une planète en formation encore enfouie dans son épais disque de gaz et de poussière. Si cette découverte est confirmée, elle permettra de faire progresser considérablement notre compréhension des mécanismes de formation planétaire et donnera aux astronomes la possibilité de tester les théories en vigueur.

Cette vue d'artiste montre la formation d'une planète géante gazeuse dans le disque de poussière autour de la jeune étoile HD 100546. On pense que dans ce système, une autre grosse planète est en orbite autour de l'étoile, mais à une plus petite distance de celle-ci. L'objet qui vient d'être découvert se trouve environ 70 fois plus loin de son étoile que la Terre l'est du Soleil. Cette protoplanète est entourée par un épais nuage de matière de telle sorte que vue depuis cette position, son étoile est pratiquement invisible et de couleur rouge à cause de la diffusion de la lumière par la poussière. © L. Calçada, ESO Cette vue d'artiste montre la formation d'une planète géante gazeuse dans le disque de poussière autour de la jeune étoile HD 100546. On pense que dans ce système, une autre grosse planète est en orbite autour de l'étoile, mais à une plus petite distance de celle-ci. L'objet qui vient d'être découvert se trouve environ 70 fois plus loin de son étoile que la Terre l'est du Soleil. Cette protoplanète est entourée par un épais nuage de matière de telle sorte que vue depuis cette position, son étoile est pratiquement invisible et de couleur rouge à cause de la diffusion de la lumière par la poussière. © L. Calçada, ESO

Le VLT observe en direct la naissance d'une planète géante - 2 Photos

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Une équipe internationale pilotée par Sascha Quanz (ETH Zurich, Suisse) a étudié le disque de gaz et de poussière entourant la jeune étoile HD 100546, une de nos (relativement) proches voisines, située à 335 années-lumière de la Terre. Sascha Quanz et ses collaborateurs ont été surpris de découvrir ce qui semble être une planète en cours de formation, encore enfouie dans le disque de matière entourant la jeune étoile. Cette planète potentielle serait une géante gazeuse semblable à Jupiter. « Jusqu'à présent, la formation planétaire a principalement été un sujet étudié par des simulations informatiques, explique Sascha Quanz. Si notre découverte est véritablement une planète en formation, alors, pour la première fois, les scientifiques seront capables d'étudier le processus de formation planétaire et les interactions d'une planète en formation avec son environnement natal, à un stade empiriquement très jeune. »

HD 100546 est un objet bien étudié, et l'on suppose déjà qu'une planète géante est en orbite à une distance d'environ six fois la distance Terre-Soleil. La nouvelle planète potentielle est située dans les régions périphériques du système, environ dix fois plus loin. La planète potentielle autour de HD 100546 a été détectée comme une tache faible située dans le disque circumstellaire grâce à l'instrument d'optique adaptative Naco sur le VLT de l'ESO, combiné à une technique d'analyse des données innovante. Les observations ont été réalisées avec le coronographe de Naco, qui fonctionne dans le proche infrarouge et qui supprime la lumière brillante de l'étoile à l'endroit de la protoplanète potentielle.

Cette image composée montre une vue du gaz et de la poussière autour de la jeune étoile HD 100546 prise par le télescope spatial Hubble (Nasa et Esa, à gauche) et par le système Naco du VLT de l'ESO (à droite). L'image en lumière visible de Hubble montre le disque de gaz et de poussière qui entoure l'étoile. La nouvelle image infrarouge du VLT d'une petite partie du disque montre une candidate protoplanète. Les deux images ont été prises avec un coronographe spécial qui supprime la lumière de l'étoile brillante. La position de l'étoile est indiquée par une croix rouge sur les deux visuels. © ESO, Nasa, Esa, Ardila et al.
Cette image composée montre une vue du gaz et de la poussière autour de la jeune étoile HD 100546 prise par le télescope spatial Hubble (Nasa et Esa, à gauche) et par le système Naco du VLT de l'ESO (à droite). L'image en lumière visible de Hubble montre le disque de gaz et de poussière qui entoure l'étoile. La nouvelle image infrarouge du VLT d'une petite partie du disque montre une candidate protoplanète. Les deux images ont été prises avec un coronographe spécial qui supprime la lumière de l'étoile brillante. La position de l'étoile est indiquée par une croix rouge sur les deux visuels. © ESO, Nasa, Esa, Ardila et al.

Une protoplanète, découverte fascinante à confirmer

Selon la théorie en vigueur, les planètes géantes grossissent en absorbant du gaz et de la poussière qui restent à la suite à la formation d'une étoile. Les astronomes ont détecté plusieurs structures dans la nouvelle image du disque autour de HD 100546, qui confirmeraient l'hypothèse de cette protoplanète. Les structures dans le disque circumstellaire riche en poussière, qui pourraient être créées par les interactions entre la planète et le disque, ont été observées à proximité de la protoplanète détectée. Il y a aussi des signes indiquant que les environs de la protoplanète sont potentiellement réchauffés par le processus de formation. Adam Amara, un autre membre de l'équipe, est très enthousiasmé par cette découverte. « La recherche d'exoplanètes est l'une des frontières de l'astronomie parmi les plus excitantes. Réaliser directement des images de planètes est encore un champ nouveau qui bénéficie grandement des récentes améliorations des instruments et des méthodes d'analyse de données. Pour cette recherche, nous avons utilisé des techniques d'analyse de données développées pour la recherche cosmologique, ce qui montre que le croisement des idées entre les différents champs de recherche peut conduire à des progrès extraordinaires. »

Bien que la protoplanète soit l'explication la plus probable pour ces observations, les résultats de cette étude nécessitent de poursuivre les investigations afin de confirmer l'existence de la planète et d’écarter d'autres scénarios plausibles. Parmi les autres suppositions, il est possible, bien que peu probable, que le signal détecté provienne d'une source d'arrière-plan. Il est aussi possible que le nouvel objet détecté ne soit pas une protoplanète, mais une planète déjà complètement formée, éjectée de son orbite originelle plus proche de l'étoile. S'il est confirmé que le nouvel objet autour de HD 100546 est bien une planète en formation, enfouie dans son disque originel de gaz et de poussière, il deviendrait alors un laboratoire unique pour étudier le processus de formation d'un nouveau système planétaire.


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