Une équipe de recherche internationale, dirigé par Chin-Fei Lee à l'Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics (ASIAA, Taïwan), a détecté une paire de bras spiraux dans un disque d'accrétion autour d'une protoétoile (bébé étoile), à l'aide de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). De façon intéressante, ces améliorations de densité en spirale font apparaître le disque comme un "tourbillon spatial". La découverte soutient non seulement les théories actuelles des processus d'alimentation des disques d'accrétion, mais apporte également potentiellement des informations clés sur les processus de croissance et de sédimentation des grains qui sont importants pour la formation de la planète.

"Grâce à la puissante ALMA, nous avons finalement détecté une paire de spirales dans un jeune disque d'accrétion autour d'un bébé étoile. Ces spirales sont prédites depuis longtemps en théorie. Ils jouent un rôle crucial dans le transport du moment cinétique au sein du disque, permettant au matériau du disque de tourbillonner vers la petite étoile, ", déclare Chin-Fei Lee de l'ASIAA avec enthousiasme. "Notre détection des spirales est une étape importante dans la compréhension du processus d'alimentation des bébés étoiles."

Les spirales détectées dans les disques protoplanétaires autour d'étoiles un peu plus anciennes semblent être produites par interaction avec des bébés planètes invisibles. Contrairement à ceux-là, les spirales ici sont induites par l'accrétion de matière du nuage moléculaire environnant sur le disque.

La protoétoile avec son disque se trouve au centre de HH 111, une paire de jets supersoniques émergeant d'un noyau de nuage moléculaire situé à 1300 années-lumière dans la constellation d'Orion. La protoétoile a environ un demi-million d'années, juste un dix millième de l'âge de notre Soleil, et a une masse 50 % supérieure à celle de notre Soleil. Une partie du flux à travers le disque vers l'étoile en croissance est déviée pour former les jets spectaculaires. Des observations précédentes avec une résolution de 120 UA ont détecté le disque d'accrétion en orbite autour de la protoétoile dans un rayon de 160 UA. Maintenant, avec la résolution presque huit fois meilleure d'ALMA de 16 UA, nous résolvons spatialement le disque, détecter une paire de bras spiraux par la lueur de l'émission thermique des particules de poussière qui y sont concentrées (Figure 1).

Les observations de l'équipe ouvrent la possibilité passionnante de détecter des structures en spirale dans les disques d'accrétion autour des étoiles les plus jeunes grâce à l'imagerie haute résolution et haute sensibilité avec ALMA, ce qui nous permet d'étudier en profondeur les processus d'alimentation des disques d'accrétion. De telles observations donnent également un aperçu des disques d'accrétion autour d'autres types d'objets astrophysiques, y compris les trous noirs supermassifs trouvés au centre des galaxies actives.