Figure 2. La simulation numérique de la formation de HL Tau B. Du bleu au rouge, les zones du disque sont de plus en plus denses en gaz, poussières et particules de la taille d'un caillou. Crédit : Greaves, Richards, Rice & Muxlow 2008

Sciences

HL Tau b, la plus jeune des protoplanètes connues

ActualitéClassé sous :Astronomie , exoplanète , HL Tau

Découverte grâce à des radiotélescopes, HL Tau b est une planète en formation, tournant autour d'une étoile âgée de moins de cent mille ans, ce qui en fait la plus jeune des protoplanètes connues. En modélisant le disque de poussière et de gaz autour de HL Tau, les astrophysiciens ont retrouvé exactement les caractéristiques de HL Tau b. La théorie de la formation des planètes en sort renforcée.

La moisson d’exoplanète continue et nous n'en sommes probablement qu'au début. Ainsi, une équipe d'astronomes menée par Jane Greaves de l' Université de St Andrews a mis à profit la puissance du Very Large Array (VLA) aux Etats-Unis et du Multi-Element Radio Linked Interferometer Network (Merlin) en Grande-Bretagne pour observer le disque de poussières et de gaz autour de l'étoile HL Tau.

Ces réseaux de radiotélescopes, augmentant leurs capacités grâce à la synthèse d’ouverture par interférométrie, ont révélé des informations étonnantes sur la composition du disque de cette étoile située à 520 années-lumière, dans la constellation du Taureau. Alors que selon la théorie de l'évolution stellaire et les observations, HL Tau n'est âgée que de 100.000 ans, des particules rocheuses de la taille d'un caillou ont déjà eu le temps de se former par accrétion et sédimentation des poussières interstellaires. Mieux, comme le laissait supposer le caractère inhabituellement massif et lumineux du disque, une protoplanète y a été observée !

En effet, les images prises à des longueurs d'ondes de l'ordre de 1,3 cm et plus montrent clairement une zone isolée, riche en gaz, poussières et particules de la taille d'un caillou, orbitant à 50 fois la distance Terre-Soleil autour de HL Tau. Sur l'image de la figure 1, il s'agit du nuage bleu marqué b.

Figure 1. Image en radio de HL Tau et HL Tau b. Crédit : VLA + Pie Town antenna

Cette jeune planète en formation devrait à terme devenir une géante gazeuse ressemblant à Jupiter. On estime sa masse à environ 14 fois celle de Jupiter mais elle orbite autour de HL Tau à une distance qui correspond à deux fois celle du Soleil à Neptune, c'est-à-dire à peu près la taille de l'orbite de Pluton.

C'est une extraordinaire fenêtre sur le passé très lointain de notre système solaire et un merveilleux banc d'essai pour comprendre les premiers stades qui font passer de la coalescence des poussières à l'apparition des planétésimaux. En effet, en injectant dans des modèles numériques sur ordinateur les caractéristiques du disque de HL Tau, les chercheurs ont réussi à reproduire l'apparition de HL Tau b.

Certains des mécanismes d'instabilités gravitationnelles controversés qui avaient été proposés pour expliquer comment des zones plus denses pouvaient spontanément apparaître dans un disque protoplanétaire, et être à l'origine d'une planète, semblent bel et bien connus de la nature... Les chercheurs ont donc été enchantés de voir le bon accord entre leurs modèles théoriques et les observations.

L'image de la figure 2 est extraite de la simulation numérique et elle montre qu'en seulement moins de 3.000 ans, la protoplanète a commencé à se former autour de HL Tau.

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