Avec un instrument du Very Large Telescope au Chili, des scientifiques de l'ETH Zurich ont observé des disques formant des planètes autour de jeunes étoiles similaires au soleil 4, il y a 5 milliards d'années. Étonnamment, les disques sont très différents. Les données aideront à faire la lumière sur les processus de formation des planètes.

Un instrument, qui a été partiellement développé et construit à l'ETH Zurich, a maintenant particulièrement bien réussi à étudier les étoiles naissantes encore entourées de gaz et de poussière. Avec SPHERE (Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch) à l'Observatoire Européen Austral (ESO), les astronomes de l'ETH Zurich et de l'Institut Max Planck d'Astronomie de Heidelberg ont pu prendre des images de disques formant des planètes autour des jeunes étoiles :ces disques, appelés disques protoplanétaires, existent autour des étoiles dites TTauri - les ancêtres de notre Soleil - ainsi qu'autour des frères et sœurs plus massifs appelés étoiles Herbig Ae/Be. Jusqu'à présent, les astronomes se sont principalement concentrés sur les étoiles Herbig Ae/Be dans leurs études, mais avec un nouveau, programme ambitieux appelé DARTTS-S (Disks Around TTauri Stars with SPHERE), Henning Avenhaus et Sascha Quanz, anciens et actuels membres du PRN PlanetS à l'ETH Zurich, ont maintenant pu utiliser les capacités de SPHERE pour entreprendre une étude des disques Ttauri.

Les résultats des huit premières étoiles sont publiés dans un article publié par le Journal astronomique . "Non seulement nous avons pu détecter clairement les huit disques, " résume Henning Avenhaus, "mais, étonnamment, ils semblaient tous très différents en particulier en ce qui concerne leur taille." Alors que certains d'entre eux ne pouvaient être détectés qu'avec un rayon de 80 au (80 fois la distance Soleil-Terre et environ deux fois la distance moyenne Soleil-Pluton), d'autres pourraient être attribués à un incroyable 700 au. "La plupart des disques présentaient des anneaux, un phénomène connu des observations précédentes d'étoiles plus massives, " explique Sascha Quanz :" Cependant, aucun d'eux ne présentait de structures en spirale, qui est un phénomène observé régulièrement dans les disques Herbig. » Une question clé est maintenant de comprendre d'où vient cette différence et ce que cela signifie pour la formation des planètes autour de différents types d'étoiles.

Commencer sur de mauvaises bases

Aussi réussi que soit le projet, ça a commencé sur de mauvaises bases, comme le rappelle Henning Avenhaus : « Alors que la première proposition d'entreprendre de telles observations a déjà été écrite en mars 2013 et hautement cotée (à l'époque en utilisant l'ancien instrument NACO), les travaux inattendus qui ont dû être effectués sur l'instrument ont rendu impossible la prise de données. » La même chose s'est reproduite en septembre 2013. Encore une fois, l'instrument n'était pas disponible. Une troisième tentative en mars 2014 a abouti à la programmation demandée — en mars 2015, quand Henning Avenhaus s'est envolé vers le télescope juste pour découvrir que l'instrument (encore NACO) avait un dysfonctionnement la nuit précédant le début des observations. Peu importe :le vent et les nuages ​​rendaient impossible l'observation de toute façon.

À ce point, l'équipe a décidé de passer au nouvel instrument - SPHERE - et a obtenu ses premières observations programmées en mars 2016. Cette fois, cela a fonctionné :l'instrument et la météo se sont bien comportés, comme le rappelle Henning Avenhaus :« J'étais présent au Cerro Paranal, l'emplacement du Très Grand Télescope, travailler toute la nuit pour effectuer les observations et parfois sortir de la salle de contrôle pour se diriger vers la plate-forme du télescope et s'émerveiller devant l'impressionnante exposition d'étoiles."

Les données recueillies au cours de plusieurs nuits en mars 2016 et l'année suivante étaient de très bonne qualité. Plus de cinq ans après l'idée du programme, les chercheurs sont désormais récompensés par des résultats qui permettront de mieux comprendre les processus de formation des planètes. "Cet ensemble de données de haute qualité montre de manière impressionnante la puissance de SPHERE pour ces observations et augmente considérablement le nombre de pépinières planétaires étudiées à haute résolution, ce qui nous permet à terme d'avoir une compréhension statistique de la formation des planètes, " résume Sascha Quanz. D'autres résultats du programme DARTTS-S et des observations similaires avec le radiotélescope ALMA au Chili devraient y contribuer.