Vue d'artiste d'une vue du système d'étoiles doubles et du disque environnant. Crédit :Université de Warwick/Mark Garlick
De nouvelles recherches menées par un astronome de l'Université de Warwick ont trouvé le premier exemple confirmé d'un système d'étoiles doubles qui a basculé son disque environnant dans une position qui saute au-dessus du plan orbital de ces étoiles. L'équipe internationale d'astronomes a utilisé l'Atacama Large Millimeter/sub-millimeter Array (ALMA) pour obtenir des images haute résolution du disque de la taille d'une ceinture d'astéroïdes.
L'ensemble du système présente la vue inhabituelle d'un épais cerceau de gaz et de poussière encerclant perpendiculairement à l'orbite de l'étoile binaire. Jusqu'à présent, cette configuration n'existait que dans l'esprit des théoriciens, mais l'observation d'ALMA prouve qu'il existe des disques polaires de ce type, et peut même être relativement commun.
La nouvelle recherche est publiée aujourd'hui (14 janvier) par le chercheur universitaire de la Royal Society, le Dr Grant M. Kennedy, du département de physique et du centre pour les exoplanètes et l'habitabilité de l'Université de Warwick. Astronomie de la nature dans un article intitulé "A circumbinary protoplanetary disc in a polar configuration".
Le Dr Grant M. Kennedy de l'Université de Warwick a déclaré :
"Des disques riches en gaz et en poussière sont visibles autour de presque toutes les jeunes étoiles, et nous savons qu'au moins un tiers de celles en orbite autour d'étoiles isolées forment des planètes. Certaines de ces planètes finissent par être désalignées avec la rotation de l'étoile, nous nous demandons donc si une chose similaire pourrait être possible pour les planètes circumbinaires. Une bizarrerie de la dynamique signifie qu'un soi-disant désalignement polaire devrait être possible, mais jusqu'à présent, nous n'avions aucune preuve de disques mal alignés dans lesquels ces planètes pourraient se former."
Le Dr Kennedy et ses collègues chercheurs ont utilisé ALMA pour déterminer l'orientation de l'anneau de gaz et de poussière dans le système. L'orbite du binaire était connue auparavant, à partir d'observations qui ont quantifié comment les étoiles se déplacent les unes par rapport aux autres. En combinant ces deux informations, ils ont pu établir que l'anneau de poussière était compatible avec une orbite parfaitement polaire. Cela signifie que tandis que les orbites stellaires tournent l'une autour de l'autre dans un plan, comme deux chevaux circulant sur un manège, le disque entoure ces étoiles perpendiculairement à leurs orbites, comme une grande roue géante avec le carrousel au centre.
Le Dr Grant M. Kennedy de l'Université de Warwick a ajouté :
Vue d'artiste de la vue d'une planète en orbite. Crédit :Université de Warwick/Mark Garlick
"Peut-être la chose la plus excitante à propos de cette découverte est que le disque montre certaines des mêmes signatures que nous attribuons à la croissance de la poussière dans les disques autour d'étoiles uniques. Nous considérons cela comme signifiant que la formation de planètes peut au moins commencer dans ces disques circumbinaires polaires. Si le reste du processus de formation de la planète peut se produire, il pourrait y avoir toute une population de planètes circumbinaires désalignées que nous n'avons pas encore découvert, et des choses comme des variations saisonnières étranges à prendre en compte."
S'il y avait une planète ou un planétoïde présent au bord intérieur de l'anneau de poussière, l'anneau lui-même apparaîtrait de la surface comme une large bande s'élevant presque perpendiculairement à l'horizon. La configuration polaire signifie que les étoiles semblent entrer et sortir du plan du disque, donner aux objets deux ombres parfois. Les saisons sur les planètes dans de tels systèmes seraient également différentes. Sur Terre, ils varient tout au long de l'année lorsque nous tournons autour du Soleil. Une planète polaire circumbinaire aurait des saisons qui varient également selon que différentes latitudes reçoivent plus ou moins d'éclairage tout au long de l'orbite binaire.
Le co-auteur, le Dr Daniel Price du Centre d'astrophysique (MoCA) et de l'École de physique et d'astronomie de l'Université Monash a ajouté :
"Nous pensions que d'autres systèmes solaires se formeraient comme le nôtre, avec les planètes toutes en orbite dans la même direction autour d'un seul soleil. Mais avec les nouvelles images, nous voyons un disque tourbillonnant de gaz et de poussière en orbite autour de deux étoiles. Il était assez surprenant de découvrir également que ce disque orbite à angle droit par rapport à l'orbite des deux étoiles.
« Incroyablement, deux autres étoiles ont été vues en orbite autour de ce disque. Donc, si des planètes étaient nées ici, il y aurait quatre soleils dans le ciel !
"ALMA n'est qu'un fantastique télescope, cela nous apprend tellement sur la façon dont les planètes d'autres systèmes solaires sont nées."
La recherche est soutenue par la Monash Warwick Alliance, créé par l'Université de Warwick et l'Université Monash en 2012 comme un projet audacieux et innovant pour développer une Alliance avec une ampleur, l'échelle et l'impact au-delà de la pratique standard dans le secteur.
