Cette image spectaculaire de l'instrument SPHERE sur le Very Large Telescope de l'ESO est la première image nette d'une planète prise en plein acte de formation autour de l'étoile naine PDS 70. La planète se détache clairement, visible comme un point lumineux à droite du centre de l'image, qui est obscurci par le masque du coronographe utilisé pour bloquer la lumière aveuglante de l'étoile centrale. Crédit :ESO/A. Muller et al.
Des astronomes dirigés par un groupe de l'Institut Max Planck d'astronomie à Heidelberg, L'Allemagne a capturé un instantané spectaculaire de la formation planétaire autour de la jeune étoile naine PDS 70. En utilisant l'instrument SPHERE sur le Very Large Telescope (VLT) de l'ESO, l'un des instruments de chasse aux planètes les plus puissants existants, l'équipe internationale a réalisé le premier détection robuste d'une jeune planète, nommé PDS 70b, se frayer un chemin à travers le matériau formant la planète entourant la jeune étoile.
L'instrument SPHERE a également permis à l'équipe de mesurer la luminosité de la planète à différentes longueurs d'onde, ce qui a permis de déduire les propriétés de son atmosphère.
La planète ressort très clairement dans les nouvelles observations, visible comme un point lumineux à droite du centre noirci de l'image. Il est situé à environ trois milliards de kilomètres de l'étoile centrale, à peu près équivalente à la distance entre Uranus et le Soleil. L'analyse montre que PDS 70b est une planète gazeuse géante avec une masse quelques fois celle de Jupiter. La surface de la planète a une température d'environ 1000°C, ce qui la rend beaucoup plus chaude que n'importe quelle planète de notre propre système solaire.
La zone sombre au centre de l'image est due à un coronographe, un masque qui bloque la lumière aveuglante de l'étoile centrale et permet aux astronomes de détecter son disque beaucoup plus faible et son compagnon planétaire. Sans ce masque, la faible lumière de la planète serait totalement submergée par la luminosité intense du PDS 70.
"Ces disques autour de jeunes étoiles sont les berceaux des planètes, mais jusqu'à présent, seule une poignée d'observations ont détecté des indices de bébés planètes, " explique Miriam Keppler, qui a dirigé l'équipe derrière la découverte de la planète en formation de PDS 70. "Le problème est que jusqu'à présent, la plupart de ces planètes candidates auraient pu être des caractéristiques du disque."
La découverte du jeune compagnon de PDS 70 est un résultat scientifique passionnant qui mérite déjà d'être approfondi. Une deuxième équipe, impliquant bon nombre des mêmes astronomes que l'équipe de découverte, dont Keppler, a, au cours des derniers mois, suivi les observations initiales pour étudier plus en détail le tout nouveau compagnon planétaire du PDS 70. Ils ont non seulement fait l'image spectaculairement claire de la planète montrée ici, mais ont même pu obtenir un spectre de la planète. L'analyse de ce spectre a indiqué que son atmosphère est trouble.
Le compagnon planétaire de PDS 70 a sculpté un disque de transition, un disque protoplanétaire avec un "trou" géant au centre. Ces lacunes internes sont connues depuis des décennies et il a été supposé qu'elles ont été produites par l'interaction disque-planète. Maintenant, nous pouvons voir la planète pour la première fois.
"Les résultats de Keppler nous donnent une nouvelle fenêtre sur les premiers stades complexes et mal compris de l'évolution planétaire, " commente André Müller, chef de la deuxième équipe pour enquêter sur la jeune planète. "Nous avions besoin d'observer une planète dans le disque d'une jeune étoile pour vraiment comprendre les processus derrière la formation des planètes." En déterminant les propriétés atmosphériques et physiques de la planète, les astronomes sont en mesure de tester des modèles théoriques de formation des planètes.
Cet aperçu de la naissance d'une planète enveloppée de poussière n'a été possible que grâce aux impressionnantes capacités technologiques de l'instrument SPHERE de l'ESO, qui étudie les exoplanètes et les disques autour des étoiles proches à l'aide d'une technique connue sous le nom d'imagerie à contraste élevé, un exploit difficile. Même en bloquant la lumière d'une étoile avec un coronographe, SPHERE doit encore utiliser des stratégies d'observation et des techniques de traitement des données intelligemment conçues pour filtrer le signal des faibles compagnons planétaires autour de jeunes étoiles brillantes à plusieurs longueurs d'onde et époques.
Thomas Henning, directeur à l'Institut Max Planck d'Astronomie et chef des équipes, résume l'aventure scientifique :« Après plus d'une décennie d'énormes efforts pour construire cette machine de haute technologie, maintenant SPHERE nous permet de récolter les fruits avec la découverte des bébés planètes !"
Cette recherche a été présentée dans deux articles, intitulé "Découverte d'un compagnon de masse planétaire dans l'espace du disque de transition autour du PDS 70" et "Caractérisation orbitale et atmosphérique de la planète dans l'espace du disque de transition PDS 70", tous deux à paraître dans Astronomie &Astrophysique .
