Sciences

Des planètes géantes en formation détectées dans leur disque de poussières

ActualitéClassé sous :Astronomie , planète extrasolaire , Système solaire

En étudiant la structure de disques de poussières orbitant autour d'autres étoiles au moyen de l'instrument Crires du VLT (ESO), les astronomes ont quasiment démontré la présence, en leur sein, de planètes géantes en formation.

L'instrument Crires au foyer du VLT. Crédit : ESO

A ce jour, 309 planètes extrasolaires ont été découvertes, et tous ces nouveaux mondes offrent aux astronomes des caractéristiques étonnamment diversifiées. Cette nouvelle quête du Graal attire les astronomes du monde entier, qui y voient une nouvelle fenêtre sur l'Univers et l'étude de la formation de notre propre Système solaire, mais aussi la possibilité de détecter des "exoterres" propices à la vie.

Justement, la recherche de planètes en cours de formation revêt une importance considérable si l'on veut mieux cerner les conditions dans lesquelles notre propre cortège planétaire est né. Et ainsi que l'affirme Klaus Pondoppidan, du Caltech, qui dirige cette expérience, « c'est comme si nous retournions 4,6 milliards d'années en arrière pour assister à la formation des planètes de notre propre Système solaire ».

Pour cela, les astronomes ont mis à profit le CRIRES (Cryogenic high-resolution infrared echelle spectrograph), un spectrographe travaillant dans le proche infrarouge installé sur le foyer Nasmyth A du premier télescope du VLT (UT1) de l'ESO et qui comprend un dispositif d'optique adaptative destiné à corriger le flou atmosphérique. L'instrument offre une fente (limitant la zone observée) extrêmement étroite, de l'ordre de 0,2 seconde d'arc, et une excellente résolution spectrale.

Trois étoiles pour résumer le Système solaire

Trois étoiles ont servi de sujets d'études, à savoir SR 21, HD 135344B et TW Hydrae. Toutes trois sont entourées d'un disque de poussières âgé de quelques millions d'années seulement, dans lequel ont été détectées des zones de moindre densité ou même apparemment dégagées. Apparemment seulement, car dans ce cas, le spectrographe révèle la présence de gaz diffus.

Les trois cas examinés sont différents. Les "lacunes" observées autour de SR 21 pourraient s'expliquer par une planète géante en formation tournant à environ 3,5 fois la distance Terre-Soleil ayant balayé la matière dispersée le long de sa trajectoire, tandis que celle de HD 135344B orbiterait autour de 10 à 20 fois cette même distance. Les irrégularités de TW Hydrae correspondraient à la présence de plusieurs planètes géantes en cours de formation.

Représentation d'un disque stellaire. Crédit : ESO (European Southern Observatory)

Devant ces résultats, Pondoppidan n'hésite pas à conclure que ces systèmes planétaires revêtiront des aspects très différents, comme si « la nature n'aimait pas se répéter », affirme-t-il.

Une performance exceptionnelle

Les disques planétaires observés mesurent environ 100 UA de large, soit cent fois la distance Terre-Soleil, et se situent à plus de 200 années-lumière (une année-lumière vaut environ 200.000 UA). Dans ces conditions, résoudre un détail de l'ordre de 1 UA comme ce qui a été réalisé équivaut à lire une plaque d'immatriculation située à 2.000 km de l'observateur. On saisit dès lors l'ampleur de la difficulté de cette étude, qui grâce à ces travaux a maintenant atteint le stade de la routine.

Alain Smette, un astronome de l'Institut d'Astrophysique de Liège (Belgique) détaché à l'ESO, est empli d'espoir : « la configuration particulière de l'instrument et son utilisation avec le dispositif d'optique adaptative du VLT permet aux astronomes d'effectuer des observations très facilement. Par conséquent, l'imagerie spectro-astrométrique avec Crires peut à présent être appliquée par simple habitude ».

Cela vous intéressera aussi