Dans leur long voyage pour former des planètes, les grains de poussière peuvent fusionner les uns avec les autres beaucoup plus tôt qu'on ne le pensait auparavant, les simulations des astrophysiciens de RIKEN suggèrent1. Cela peut signifier revoir les théories conventionnelles de la formation des planètes.

Les planètes massives commencent leur vie sous la forme de grains de poussière trop minuscules pour être observés par l'œil humain. "Des planètes comme la Terre, qui mesurent des milliers de kilomètres de diamètre, ont évolué à partir de particules submicroniques de poussière interstellaire, c'est tout un saut d'échelle, " note Satoshi Ohashi du laboratoire de formation d'étoiles et de planètes RIKEN. "Nous sommes intéressés à découvrir comment les grains de poussière s'assemblent pour former des objets de plusieurs milliers de kilomètres."

Les planètes sont nées de disques protoplanétaires, des disques de gaz et de poussière tourbillonnant autour de nouvelles étoiles. Des structures en forme d'anneau ont été observées dans ces disques, et on pense que les anneaux se fondent dans des structures de plus en plus grandes au fil du temps, aboutissant finalement à la formation de planètes. Mais beaucoup reste inconnu sur le processus.

Maintenant, Ohashi et ses collègues ont étudié un scénario possible pour la formation de ces anneaux en effectuant des simulations informatiques. Les résultats qu'ils ont obtenus indiquent que la poussière peut s'agréger en particules plus grosses au cours du stade protostellaire, tandis que l'étoile elle-même est encore en train de se former et bien plus tôt que prévu par les théories actuelles de la formation des planètes. "Nous avons découvert que les structures en anneau ont émergé même dans les premiers stades de la formation du disque, " dit Ohashi. "Cela suggère que les grains de poussière peuvent devenir plus gros plus tôt que nous ne l'avions pensé auparavant."

Il s'agit d'une découverte inattendue car le disque de poussière est toujours dans un état de flux considérable pendant le stade protostellaire - un endroit peu prometteur pour l'agglomération de la poussière. "C'est vraiment surprenant car pendant la formation de la planète, les grains de poussière devraient rester dans le disque, mais la matière tombe toujours dans l'étoile centrale pendant le stade protostellaire, " dit Ohashi. " Nous pensons donc que la formation des planètes pourrait être un processus très dynamique. "

L'équipe a trouvé un bon accord entre leurs résultats de simulation et les observations de 23 structures annulaires dans des disques par le Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d'Atacama au Chili et d'autres télescopes. Leurs résultats pourraient également expliquer l'observation récente d'anneaux dans les disques protostellaires. "Des observations récentes d'ALMA ont trouvé au moins quatre structures annulaires dans les disques protostellaires, qui sont cohérents avec nos simulations, " note Ohashi.

À l'avenir, l'équipe espère obtenir des images de structures annulaires autour de disques protoplanétaires dans plusieurs longueurs d'onde, car cela leur permettrait de mieux comparer leur simulation avec les observations.