Une simulation informatique montre aux astronomes de l’université du Central Lancashire (UCLan - Royaume-Uni) que des planètes géantes peuvent se former autour d’étoiles naines rouges en un temps record. Ici, une vue d’artiste d’une naine rouge entourée de trois planètes. © Nasa

Sciences

Comment des exoplanètes gigantesques peuvent se former autour d'étoiles naines ?

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Les chiffres sont sans appel : environ 30 % des exoplanètes découvertes autour d'étoiles naines sont des planètes géantes. Plus grandes que Jupiter. Pour comprendre ce phénomène assez contre-intuitif, des astronomes ont décortiqué le processus. Et ils ont découvert que ces exoplanètes géantes se forment en plus un temps record.

Les naines rouges constituent une classe d'étoiles extrêmement commune dans notre galaxie. Elles se réduisent à 10 à 50 % de la taille de notre Soleil, mais leur petite masse ne les empêche pas d'héberger des planètes géantes. De véritables monstres, même. Des planètes jusqu'à 10 fois plus grandes que Jupiter. Et leur formation autour de telles étoiles reste un mystère. Où donc ces exoplanètes géantes vont-elles chercher suffisamment de matière autour d'étoiles aussi petites ?

Grâce à la puissance du supercalculateur DiRAC et d'un nouveau modèle -- qu'il faudra encore testé sur de nombreuses planètes avant d'en confirmer la validité --, des chercheurs de l’université du Central Lancashire (UCLan - Royaume-Uni) sont parvenus à simuler l'évolution des disques protostellaires qui donnent naissance à des étoiles naines rouges et à leurs planètes. Leur conclusion : les planètes géantes pourraient s'y former bien plus rapidement qu'on le pensait.

Une instabilité dans le disque d’accrétion des naines rouges pourrait être à l’origine de la formation rapide d’exoplanètes géantes. À condition que le disque en question présente entre 30 % et 60 % de la masse de son étoile. En d’autres mots, à condition que le disque soit plutôt massif comparé à son étoile. © Dimitris Stamatellos, Université du Central Lancashire

Le résultat d’une instabilité

Selon les astronomes de la UCLan, les disques en question, s'ils sont suffisamment grands, deviendraient rapidement instables. Ils se fractionneraient alors en vastes régions qui formeraient ensuite des planètes géantes en seulement quelques milliers d'années. « Le fait que les planètes géantes puissent se former sur une si courte échelle de temps autour de minuscules étoiles est incroyablement excitant », raconte Anthony Mercer, chercheur, dans un communiqué.

Les astronomes ont également découvert que ces exoplanètes géantes sont extrêmement chaudes lorsqu'elles se forment. Les températures en leur cœur peuvent atteindre des milliers de degrés. « C'est la première fois que nous parvenons, non seulement à voir des planètes se former dans des simulations informatiques, mais également à déterminer leurs propriétés initiales avec beaucoup de détails », précise Dimitris Stamatellos. Des propriétés qui ont valu à ces planètes d'être surnommées affectueusement par les astronomes « fast and furious ».

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