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Des planètes se forment sous nos yeux dans un système d’étoiles doubles

ActualitéClassé sous :ALMA , exoplanètes , disque protoplanétaire

Pour la toute première fois, des chercheurs ont détecté, au moyen d'Alma, un écoulement de gaz et de poussière qui va d'un disque extérieur massif en direction du cœur d'un système binaire, c'est-à-dire un couple d'étoiles. Cette structure inédite explique peut-être la survivance d'un second disque de taille inférieure, au sein duquel résident des matériaux susceptibles de donner naissance à des planètes. La moitié des étoiles semblables au Soleil sont issues de systèmes binaires. Ce type de découverte s'avère donc crucial dans la chasse aux exoplanètes.

Cette vue d’artiste montre le gaz et la poussière qui entourent le système d’étoiles doubles GG Tauri-A. Des chercheurs ont détecté, au moyen d’Alma, la présence de gaz dans la région séparant les deux disques de ce système binaire. Cette structure est susceptible de favoriser la formation de planètes au sein de l’environnement gravitationnellement perturbé du système binaire. © Eso, L. Calçada

Une équipe de chercheurs menée par Anne Dutrey du laboratoire d'astrophysique de Bordeaux et du CNRS a observé, au moyen du Réseau d’antennes (sub–) millimétrique de l’Atacama (Atacama Large Millimetre Array, Alma), la distribution de gaz et de poussière au sein d'un système multiple et complexe comptant pas moins de cinq étoiles, baptisé GG Tau-A. Cet objet, âgé de quelques millions d'années seulement, se situe dans la constellation du Taureau, à environ 450 années-lumière de la Terre.

À l'image d'une roue, GG Tau-A se compose d'un disque extérieur de vastes dimensions qui encercle le système dans son ensemble, ainsi que d'un disque intérieur autour de l'étoile centrale principale. La masse de ce dernier est semblable à celle de Jupiter. Son existence a longtemps intrigué les astronomes. En effet, son contenu se trouve aspiré à un rythme élevé par l'étoile centrale. En toute logique, ce disque interne aurait dû disparaître voilà bien longtemps.

Alors qu'elle observait ces structures au moyen d'Alma, l'équipe a fait une découverte surprenante : la présence d'amas de gaz et de poussière dans la région située entre les deux disques. Ces nouvelles observations suggèrent un transfert de matière du disque extérieur vers celui de l'intérieur, soit l'existence d'un cordon ombilical qui relierait l'une et l'autre structure.

« L'existence d'un tel pont de matière a été prévue par les simulations numériques. Toutefois, elle n'avait encore jamais fait l'objet d'observations. La localisation de ces amas suggère un échange de matière entre les disques, l'un se nourrissant de l'autre, explique Anne Dutrey qui a dirigé cette étude publiée dans le numéro du 30 octobre 2014 de la revue NatureCes observations montrent que la matière issue du disque extérieur est capable d'alimenter le disque intérieur sur une longue période de temps. Cela a des implications majeures sur la formation potentielle de planètes. »

Cette vue étendue montre le ciel qui entoure le jeune système d’étoiles multiples GG Tauri, situé à proximité du centre de l’image. Les astronomes y voient également un nuage de poussière ainsi que la preuve de la formation d’étoiles dans la partie supérieure de l’image – GG Tau fait partie intégrante du Nuage sombre du Taureau. © Eso, DSS2, David De Martin

Bonne nouvelle pour les chasseurs d’exoplanètes dans la Galaxie

Les planètes sont issues de la matière inutilisée durant la formation de leurs étoiles-hôtes. Leur formation est un processus lent qui requiert la persistance d'un disque. Dans l'éventualité où un tel cordon ombilical existerait au sein d'autres systèmes d'étoiles multiples, cette découverte conduirait à envisager l'existence d'autres localisations possibles d'exoplanètes.

Les premières recherches d'exoplanètes se focalisaient sur des étoiles-parent isolées et semblables au Soleil. Plus récemment, les astronomes ont découvert qu'une majorité de planètes géantes sont en orbite autour de systèmes d'étoiles doubles. À présent, les chercheurs portent un intérêt grandissant aux systèmes d'étoiles multiples, dont chaque membre est susceptible de constituer l'hôte d'une ou de plusieurs planètes. La nouvelle découverte plaide en faveur de cette hypothèse, offrant ainsi aux chasseurs d'exoplanètes de nouveaux terrains de jeu.

Emmanuel Di Folco, coauteur de l'article, conclut : « Près de la moitié des étoiles semblables au Soleil sont issues de systèmes binaires. Cela signifie que nous avons découvert un processus susceptible de favoriser la formation planétaire qui s'applique à un nombre significatif d'étoiles de la Voie lactée. Nos observations constituent une réelle avancée vers la compréhension de la formation de planètes ».

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