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Un disque protoplanétaire autour d'une étoile double

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Les observations réalisées par le réseau de radiotélescopes SMA à Hawaï confirment qu'il existe bien un disque moléculaire en orbite autour de l'étoile binaire V4046 Sagittarii. C'est un argument de plus pour ceux qui pensent que les planètes avec un double coucher de Soleil sont la règle et non l'exception dans la Galaxie.

Une représentation d'artiste du disque moléculaire autour de V4046 Sagittarii . Crédit : David A. Aguilar (CFA)

Les deux tiers des étoiles de la Voie lactée sont des binaires et les étoiles triples ne sont pas rares, l'exemple le plus fameux étant celui du système d'Alpha du centaure. La découverte récente de l'abondance des planètes dans la Galaxie laissait donc supposer que l'image mythique de Star wars où l'on voit Luke Skywalker contempler un double coucher de Soleil était bien plus que de la science-fiction.

Voilà maintenant des décennies que l'on observe des disques moléculaires riches en poussières autour d'étoiles en formation et l'on a toutes les raisons de penser que des planètes s'y forment aussi. L'année dernière, Joel Kastner, un astrophysicien américain actuellement en visite au Laboratoire d'Astrophysique de l'Observatoire de Grenoble, avait découvert avec ses collègues des signes de la présence d'un disque moléculaire autour de l'étoile binaire V4046 Sagittarii. Il avait employé pour cela les instruments de l'Iram.

La présence de molécules ne démontrait pas encore de façon sûre l'existence de ce disque mais grâce au Smithsonian's Submillimeter Array (SMA) une véritable image de ce disque existe actuellement. Comme l'affirme l'un des auteurs de cette découverte, David Wilner du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CFA), « il s'agit d'un argument fort accréditant l'idée que des planètes peuvent se former autour d'étoiles binaires. Cela élargit le nombre d'endroits dans la Galaxie où nous pouvons chercher la présence d'exoplanètes. Quelque part dans celle-ci, un monde extraterrestre pourrait bien jouir d'un double lever et d'un double coucher de Soleil ! ».

La molécule de monoxyde de carbone peut émettre dans le domaine submillimétrique. Sur cette image, obtenue avec les radiotélescopes du SMA, le disque en rotation autour de V4046 Sagittarii est bien visible et sa taille est comparée à celle de l'orbite de Neptune en bas à droite. En bleu, le décalage Doppler indiquant la partie du disque se rapprochant de nous et en rouge celle s'éloignant. Crédit : Joel Kastner/SMA

Un lieu de naissance de planètes géantes, de comètes et de plutons

Wilner est un des experts mondiaux en technique de synthèse d'ouverture par interférométrie. Cette méthode associe plusieurs télescopes ou radiotélescopes de petite taille pour constituer l'équivalent d'un instrument de grande taille. Avec son étudiant de thèse David Rodriguez, il a utilisé le SMA en collaboration avec Joel Kastner et Ben Zuckerman pour imager dans le domaine submillimétrique un disque moléculaire s'étendant de une fois jusqu'à dix fois la distance séparant Neptune du Soleil. Dans notre système solaire, c'est à une telle distance que des planètes géantes ont pu se former et, surtout, c'est là que se trouvent des objets comme ceux de la ceinture de Kuiper.

Avec ces images du disque de V4046 Sagittarii, les astronomes disposent donc d'un moyen de tester les théories concernant les processus à l'origine des géantes, des comètes et des plutons (cette nouvelle classe d'objets dont fait partie Pluton). En effet, le système binaire de V4046 Sagittarii avec ses étoiles séparées par seulement 5 diamètres solaires n'est âgé que de 12 millions d'années et il est situé à 240 années-lumière. C'est presque deux fois plus proche que les autres disques protoplanétaires détenant le record de proximité connus jusqu'à maintenant.

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