Il s'agit d'une impression d'artiste d'une jeune étoile entourée d'un disque protoplanétaire dans lequel se forment des planètes (non représentées à l'échelle). Crédit :ESO/L. Calçada
Un nouveau modèle donnant naissance à de jeunes systèmes planétaires offre une nouvelle solution à un casse-tête qui agace les astronomes depuis que les nouvelles technologies de détection et les missions de chasse aux planètes telles que le télescope spatial Kepler de la NASA ont révélé des milliers de planètes en orbite autour d'autres étoiles :alors que la majorité d'entre elles les exoplanètes entrent dans une catégorie appelée super-Terres - des corps avec une masse quelque part entre la Terre et Neptune - on pensait que la plupart des caractéristiques observées dans les systèmes planétaires naissants nécessitaient des planètes beaucoup plus massives, rivalisant ou éclipsant Jupiter, la géante gazeuse de notre système solaire.
En d'autres termes, les caractéristiques observées de nombreux systèmes planétaires dans leurs premiers stades de formation ne semblaient pas correspondre au type d'exoplanètes qui constituent la majeure partie de la population planétaire de notre galaxie.
« Nous proposons un scénario qui était auparavant jugé impossible :comment une super-Terre peut creuser de multiples lacunes dans les disques, " dit Ruobing Dong, le boursier postdoctoral Bart J. Bok au Steward Observatory de l'Université de l'Arizona et auteur principal de l'étude, sera bientôt publié dans le Journal d'astrophysique . "Pour la première fois, nous pouvons réconcilier les caractéristiques mystérieuses du disque que nous observons et la population de planètes que l'on trouve le plus souvent dans notre galaxie."
Comment exactement les planètes se forment est encore une question ouverte avec un certain nombre de problèmes en suspens, selon Dong.
"Kepler a trouvé des milliers de planètes, mais ceux-ci sont tous très vieux, en orbite autour d'étoiles de quelques milliards d'années, comme notre soleil, " explique-t-il. " On pourrait dire que nous regardons les personnes âgées de notre galaxie, mais nous ne savons pas comment ils sont nés."
Pour trouver des réponses, les astronomes se tournent vers les lieux où de nouvelles planètes se forment actuellement :les disques protoplanétaires — en un sens, petites sœurs de notre système solaire.
Le disque protoplanétaire autour de HL Tau, une étoile solaire vieille d'un million d'années située à environ 450 années-lumière de la Terre dans la constellation du Taureau, éclipse notre système solaire (à droite). Prise par la baie ALMA, cette image révèle une série d'anneaux concentriques et brillants, séparés par des lacunes - des caractéristiques que les astronomes ont eu du mal à expliquer jusqu'à présent. Crédit :ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
De tels disques se forment lorsqu'un vaste nuage de gaz et de poussières interstellaires se condense sous l'effet de la gravité avant de s'effondrer en un disque tourbillonnant. Au centre du disque protoplanétaire brille une jeune étoile, seulement quelques millions d'années. Au fur et à mesure que les particules de poussière microscopiques fusionnent en grains de sable, et les grains de sable se collent pour former des cailloux, et les cailloux s'empilent pour devenir des astéroïdes et finalement des planètes, un système planétaire tout comme notre système solaire est né.
"Ces disques sont de très courte durée, " Explique Dong. " Au fil du temps, la matière se dissipe, mais nous ne savons pas exactement comment cela se passe. Ce que nous savons, c'est que nous voyons des disques autour d'étoiles qui ont 1 million d'années, mais nous ne les voyons pas autour d'étoiles vieilles de 10 millions d'années."
Dans le scénario le plus probable, une grande partie du matériel du disque s'accumule sur l'étoile, une partie est emportée par le rayonnement stellaire et le reste sert à former des planètes.
