En examinant la raie du carbone atomique de deux jeunes systèmes d'étoiles - 49 Ceti et Beta Pictoris - les chercheurs avaient trouvé du carbone atomique dans le disque, la première fois que cette observation a été faite à une longueur d'onde submillimétrique, laissant entendre que le gaz dans les disques de débris n'est pas primordial, mais est plutôt généré à partir d'un processus de collisions ayant lieu dans le disque de débris.

Beaucoup de jeunes stars, ainsi que des étoiles plus d'âge moyen comme notre soleil, ont des "disques de débris" - comme le nuage d'Oort dans notre propre système solaire - que l'on pense être des vestiges de la formation du système. Récemment, les observations radio ont détecté du gaz dans un certain nombre de ces disques, mais il n'était pas clair pourquoi le gaz était là. Il y a deux hypothèses majeures :soit le gaz est le gaz primordial issu du nuage de gaz originel qui a formé l'étoile, ou il provient de collisions entre des objets dans le disque.

A la recherche d'une solution à ce problème, une équipe du RIKEN Star and Planet Formation Laboratory a décidé de se pencher sur les émissions de carbone, qui sont importants car ils peuvent fournir des indices sur l'origine du gaz. Normalement, le carbone existera principalement sous une forme moléculaire, comme monoxyde de carbone. La lumière ultraviolette de l'étoile centrale va "dissocier" les atomes, créer du carbone atomique libre, mais normalement une réaction chimique-médiée par l'hydrogène-recombine le carbone en CO. Cependant, s'il n'y a pas d'hydrogène, alors la réaction n'a pas lieu et le carbone reste à son état atomique.

Aya Higuchi, le premier auteur de l'article, Publié dans Lettres de revues astrophysiques , a pu utiliser l'expérience du télescope submillimétrique d'Atacama (ASTE) de dix mètres au Chili pour examiner la raie du carbone atomique de deux jeunes systèmes d'étoiles - 49 Ceti et Beta Pictoris - qui sont connus pour avoir des disques de débris. Ils ont ensuite comparé cela à partir des données sur le CO prises par l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un réseau de télescopes dans la même installation. "Nous étions surpris, " elle dit, "pour trouver du carbone atomique dans le disque, la première fois que cette observation a été faite à une longueur d'onde submillimétrique. Mais plus encore, nous avons été surpris de voir combien il y avait. C'était à peu près aussi courant que le monoxyde de carbone."

L'implication, au moins pour ces deux étoiles, est qu'il y a très peu d'hydrogène pour reconduire le carbone en CO. Parce que l'hydrogène constitue la majeure partie du gaz dans les nuages ​​protoplanétaires, cela laisse entendre que le gaz n'est pas primordial, mais est plutôt généré à partir d'un processus se déroulant dans le disque de débris. Du gaz a été trouvé dans d'autres disques de débris, mais ne se trouve pas dans tous. Higuchi dit, "Si nous pouvons effectuer des mesures similaires sur d'autres jeunes étoiles, cela aidera à clarifier l'origine du gaz dans le disque de débris. Nos données ici suggèrent que le gaz est secondaire."

En regardant vers l'avenir, elle continue, "Ce travail aidera également à comprendre comment un disque protoplanétaire évolue en disques de débris en distinguant l'origine du gaz dans les disques."