Les pépinières de planètes ultra-minces ont une chance accrue de former de grandes planètes, selon une étude annoncée cette semaine lors du Congrès scientifique Europlanet (EPSC) 2022 à Grenade, en Espagne. Une équipe internationale, dirigée par le Dr Marion Villenave du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, a observé un disque de poussière et de gaz remarquablement mince autour d'une jeune étoile et a découvert que sa structure accélérait le processus d'agglutination des grains pour former des planètes.

"Les planètes n'ont qu'une possibilité limitée de se former avant que le disque de gaz et de poussière, leur pépinière, ne soit dissipé par le rayonnement de leur étoile mère. Les particules initiales de la taille d'un micron composant le disque doivent se développer rapidement en grains plus gros de la taille d'un millimètre, le bâtiment blocs de planètes. Dans ce disque mince, nous pouvons voir que les grosses particules se sont déposées dans un plan médian dense, en raison de l'effet combiné de la gravité stellaire et de l'interaction avec le gaz, créant des conditions extrêmement favorables à la croissance planétaire », a expliqué le Dr . Villenave.

En utilisant le Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili, l'équipe a obtenu des images à très haute résolution du disque proto-planétaire Oph163131, situé dans une région de formation d'étoiles voisine appelée Ophiuchus. Leurs observations ont montré que, bien que le disque ait deux fois le diamètre de notre système solaire, à son bord extérieur, la majeure partie de la poussière est concentrée verticalement dans une couche à seulement la moitié de la distance entre la Terre et le Soleil. Cela en fait l'une des pépinières planétaires les plus minces observées à ce jour.

"Regarder les disques proto-planétaires par la tranche donne une vision claire des dimensions verticales et radiales, de sorte que nous pouvons démêler les processus d'évolution de la poussière à l'œuvre", a déclaré Villenave. "ALMA nous a donné notre premier aperçu de la distribution des grains de taille millimétrique dans ce disque. Leur concentration dans une couche aussi mince a été une surprise, car les observations précédentes du télescope spatial Hubble (HST) de particules plus fines de la taille d'un micron ont montré une région s'étendant presque 20 fois plus élevé."

Les simulations de l'équipe basées sur les observations montrent que les graines des planètes géantes gazeuses, qui doivent avoir au moins 10 masses terrestres, peuvent se former dans la partie externe du disque en moins de 10 millions d'années. C'est dans la durée de vie typique d'une pépinière planétaire avant qu'elle ne se dissipe.

"Les pépinières de planètes minces semblent être favorables à la formation de grosses planètes, et peuvent même faciliter la formation de planètes à grande distance de l'étoile centrale", a déclaré Villenave. "Trouver d'autres exemples de ces disques minces pourrait aider à mieux comprendre les mécanismes dominants de la formation des planètes à orbite large, un domaine de recherche où il reste encore de nombreuses questions ouvertes." + Explorer plus loin

Examen des ombres oscillantes dans les disques protoplanétaires