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Une collision d'astéroïdes observée en direct autour d'une jeune étoile

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Alors qu'ils surveillaient presque quotidiennement avec le télescope spatial Spitzer une très jeune étoile, à environ 1.200 années-lumière, des astronomes ont eu l'immense surprise d'assister, presque en direct, à une violente collision d'astéroïdes. L'observation est rare et précieuse également car ce processus peut être le précurseur de la formation de planètes rocheuses, comme cela a dû se produire autour du Soleil, voici 4,5 milliards d'années.

Illustration du nuage de débris observé dans l’infrarouge avec le télescope spatial Spitzer. Il fut vraisemblablement produit par la collision de deux astéroïdes (ou planétoïdes), entre août et décembre 2012, au sein du vaste disque de poussières et de planétésimaux qui entourent la très jeune étoile NGC 2547– ID8, à 1.200 années-lumière de nous. © Nasa, JPL-Caltech, R. Hurt (Ipac)

Comment sont nées la Terre et les autres planètes du Système solaire ? Se sont-elles toutes formées en même temps ? Pour répondre à ces questions, quête passionnante sur nos origines qui remontent à quelque 4,5 milliards d'années, les astronomes proposent des modèles développés par des ordinateurs où l'on peut suivre l'évolution des éléments primordiaux distribués dans la matrice. Une autre possibilité est d'interroger les archives, principalement la matière présente autour de notre jeune Soleil au cours de cette période.

La meilleure façon de mettre la main sur des échantillons préservés par de multiples altérations est d'aller les rechercher dans les glaces des comètes, même s'ils sont transformés et difficilement inaccessibles. Une aventure entreprise par plusieurs missions scientifiques parmi lesquelles l'actuelle Rosetta. Si tout va bien, le 11 novembre prochain, le robot Philae (qu'elle a transporté) jouera en effet les pionniers en se posant en douceur sur l'un des deux lobes de 67P/Churyumov-Gerasimenko, une comète longue de 4 km. Voilà qui devrait nous en dire davantage sur les conditions qui régnaient lorsque la Terre et ses consœurs se sont formées. Enfin, à l'instar de Huan Meng (université de l'Arizona) et de son équipe, les chercheurs ont la possibilité aussi d'espionner de très jeunes étoiles où des systèmes planétaires se mettent en place.

Collision d’astéroïdes à 1.200 années-lumière de nous

Presque pas une nuit ne s'est écoulée, notamment à partir de mai 2012, sans que l'équipe d'astronomes conduite par Huan Meng n'observe avec le télescope spatial Spitzer une jeune étoile nommée NGC 2547-ID8. Celle-ci, âgée de seulement 35 millions d'années et située à 1.200 années-lumière de nous, en direction de la constellation australe des Voiles (Vela), leur offre un aperçu extraordinaire sur la genèse d’un système planétaire et les processus qui président à la création de nouveaux mondes. Aussi, accoutumés à voir de fréquentes fluctuations de luminosité dans le spectre infrarouge de son disque de poussières, quelle ne fut pas leur stupeur lorsqu'ils découvrirent une hausse spectaculaire de l'activité au terme d'une période d'absence d'observation du télescope spatial (gêné par le Soleil, celui-ci était obligé de se détourner durant près de 5 mois).

Observée presque quotidiennement par le télescope spatial Spitzer, hormis entre août et décembre 2012, le disque de poussières qui entoure l’étoile NGC 2547–ID8 (constellation des Voiles) est apparu beaucoup plus brillant dans l’infrarouge à la fin de cette période, en janvier 2013. Pour les astronomes, cette signature trahit probablement une collision entre deux astéroïdes. À mesure que les débris se sont dispersés, l’éclat a faibli. © Nasa, JPL-Caltech, H.Y.A. Meng (University of Arizona)

 « Nous pensons que deux gros astéroïdes se sont écrasés l'un contre l'autre, créant ainsi un énorme nuage de grains de la taille de sable fin, lequel est en train maintenant de se briser en particules et de fuir dans la direction opposée de l'étoile » raconte Huan Meng, coauteur de l'étude publiée dans la revue Science (28 août 2014).
« Nous n'avons pas seulement observé à ce qui semble être les débris d'une énorme collision, mais nous avons aussi été capables de suivre comment cela était en train de changer, poursuit sa collègue de l'université de l'Arizona Kate Su. Le signal s'est ensuite affaibli à mesure (...) que les grains se sont brisés et s'échappent de l'étoile. »

Naissance en direct

Les chercheurs racontent qu'à présent, ils observent un épais nuage de poussière dans la région « où les planètes rocheuses se forment ». Lorsque la partie étirée de la nuée de débris était dirigée vers nous et l'œil aiguisé de Spitzer, la signature infrarouge était alors plus forte tandis que celle collectée lors des passages de l'avant ou de l'arrière du cortège était plus faible.

On imagine l'exaltation des membres de l'équipe qui ont le sentiment de littéralement assister à une naissance, et cela en temps réel. « C'est une chance unique, commente George Rieke. Nous sommes en train de regarder la formation de planètes rocheuses se dérouler en face de nous, juste sous nos yeux. »

Bien que ce ne soit pas la première fois que le télescope spatial épie un disque protoplanétaire et les collisions de corps rocheux, suivre l'enchaînement fracassant (et les réactions en chaîne) des épisodes du processus de création est en revanche inédit. Les chercheurs ne quittent plus cette jeune étoile des yeux, car d'autres événements devraient bientôt se produire.

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