Première photo aussi nette d'une planète en cours de formation, autour de l’étoile naine PDS 70. Cette image a été acquise par l'instrument Sphère qui équipe le Very Large Telescope de l’ESO. © ESO, A. Müller et al.

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Cet instrument inédit va permettre de voir naître les planètes

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La mise en service d'un nouveau instrument et l'utilisation d'un télescope virtuel de 330 mètres de diamètre pourraient, par analogie, fournir une vue inédite et fascinante du Système solaire tel qu'il était il y a 4,5 milliards d'années. Une époque marquée par les processus initiaux de la formation des planètes.

En observant des étoiles en train de se former, on constate que leur environnement est très riche et très complexe. En effet, à ce stade de l'évolution stellaire, des indices suggèrent qu'elles sont entourées d'une région aplatie contenant du gaz et des poussières, appelée disque circumstellaire. C'est dans ces régions que les astronomes pensent que les planètes se développent. La compréhension des phénomènes physiques entrant en jeu dans ces disques est essentielle à la compréhension de la formation des planètes et donc de l'origine de notre Système solaire. Mais comment peut-on observer de tels objets ? Les distances typiques à atteindre sont entre 0.1 et 10 unités astronomiques et la région de formation stellaire la plus proche de nous se situe à environ 140 parsecs. Il faut donc pouvoir observer des détails à l'échelle de la milliarcseconde, ce qui nécessite un télescope d'une centaine de mètres de diamètre en infrarouge et des instruments capables d'imager cela.

Impossible ? Pas vraiment. Il y a quelques semaines un nouveau imager dans le proche infrarouge a été mis en service. Cet instrument, une caméra infrarouge annoncée comme la plus rapide au monde, nommé MIRC-X, a justement été conçu pour produire les images les plus précises des étoiles les plus jeunes et imager les zones de formation des planètes autour de ces objets. Elle a été réalisée par l'équipe du professeur Stefan Kraus de l'université d'Exeter (Royaume-Uni). Pour fonctionner, MIRC-X combine la lumière des six télescopes de l'observatoire interférométrique Chara qui se situe sur le Mont Wilson, en Californie. Ensemble, ces télescopes forment un télescope géant de 330 mètres. Avec l'observatoire Chara, on a donc la taille suffisante et avec MIRC-X l'instrument suffisamment performant dans le proche infrarouge, pour observer aussi près que possible du cœur de ces disques. 

Voir la coagulation de la poussière, prélude à la formation des planétésimaux

Alors que les instruments traditionnels ne peuvent voir que les régions externes de ces disques de gaz denses et de poussière qui entourent les jeunes étoiles, MIRC-X sera capable de donner de nouvelles informations sur la formation des planètes qui s'y déroule. Il pourra produire des images des régions les plus profondes et les plus proches de l'étoile en formation et d'observer ce qui se passe dans les régions les plus internes de ces disques, à l'échelle où la Terre est située dans notre Système solaire. Par analogie, il fournira un aperçu inédit et fascinant de l'aspect du Système solaire, il y a plus de 4,5 milliards d'années quand a débuté la formation des planètes. Il pourrait même assister à la formation de corps par coalescence ou effondrement de la matière, appelés planétésimaux.

L'équipe scientifique est convaincue qu'elle sera non seulement capable de mieux comprendre comment se forment les étoiles, mais aussi de donner un aperçu de la manière dont le Système solaire s'est formé. Bien qu'un nombre restreint d'instruments peut étudier le « berceau » des planètes, MIRC-X pourra le faire avec un niveau de détails sans précédent, permettant de tester les théories de formation planétaire. La première étape de la formation des planètes pourrait même être observée par MIRC-X, c'est-à-dire quand les grains de tailles inférieures au micromètre grossissent pour former des agrégats qui vont finalement donner naissance à des planétésimaux de taille kilométrique.

  • MIRC-X est un instrument inédit qui devrait voir le berceau des planètes.
  • Il sera aussi possible d'imager des systèmes planétaires en formation.
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