Cette image montre le disque autour de la jeune étoile AB Aurigae en lumière proche infrarouge polarisée comme on le voit avec l'instrument SPHERE du Very Large Telescope européen. Les mesures des composants moléculaires du disque à des longueurs d'onde millimétriques révèlent plusieurs propriétés inattendues, notamment une température plus élevée, plus de poussière, et une carence en soufre. Crédit :ESO/Boccaletti et al.
Les planètes sont formées à partir du disque de gaz et de poussière autour d'une étoile, mais les mécanismes pour le faire sont imparfaitement compris. Le gaz est le moteur clé de l'évolution dynamique des planètes, par exemple, car c'est la composante dominante du disque (en masse). L'échelle de temps sur laquelle le gaz se dissipe fixe l'échelle de temps pour la formation de la planète, pourtant, sa distribution sur disques commence tout juste à être soigneusement mesurée. De la même manière, la composition chimique du gaz détermine la composition des futures planètes et de leurs atmosphères, mais même après des décennies d'étude des disques protoplanétaires, leurs compositions chimiques sont mal contraintes; même les rapports gaz/poussière sont en grande partie inconnus.
Les caractérisations détaillées des sources individuelles donnent un aperçu de la nature physique et chimique des disques protoplanétaires. L'étoile AB Aurigae est un système largement étudié hébergeant un jeune disque de transition, un disque avec des trous suggérant un éclaircissement par des planètes nouvellement formées. Situé à 536 années-lumière (plus ou moins 1 %) du Soleil, il est suffisamment proche pour être un excellent candidat pour étudier en détail la distribution spatiale des gaz et des poussières. L'astronome du CfA Romane Le Gal était membre d'une équipe qui a utilisé le NOrthern Extended Millimeter Array (NOEMA) pour observer le disque de gaz AB Aur à haute résolution spatiale dans les raies d'émission de CO, H2CO, HCN, et donc; combiné avec les résultats d'archives, leur ensemble de données comprend un total de dix-sept caractéristiques spectrales différentes. Les scientifiques, pour la première fois dans un disque de transition, cartographié la densité du gaz et le rapport gaz/poussière, constatant que c'était moins que prévu - la moitié de la valeur moyenne interstellaire ou même dans certains endroits jusqu'à quatre fois plus petit.
Différentes molécules ont été observées traçant différentes régions du disque, par exemple l'enveloppe ou la surface. L'équipe a mesuré la température moyenne du disque à environ 39K, plus chaud que prévu dans d'autres disques. Pas des moindres, leur analyse chimique a déterminé les abondances relatives des produits chimiques et a trouvé (selon certaines hypothèses) que le soufre est fortement appauvri par rapport à la valeur du système solaire. La conclusion principale du nouveau document, que le disque formant la planète autour de cette jeune étoile massive est significativement différent des attentes, souligne l'importance de faire des observations aussi détaillées de disques autour d'étoiles massives.
