L’une des questions les plus brûlantes qui nous anime est celle de notre singularité. La vie est-elle seulement apparue ici sur Terre ou notre galaxie fait-elle équipe avec elle ?

La toute première étape pour le découvrir est de comprendre à quel point la Terre est spéciale et, par extension, l’ensemble de notre système solaire. Cela nécessite de connaître la manière dont les systèmes solaires se forment réellement. Et c'est exactement ce que mes collègues et moi avons commencé à découvrir avec une nouvelle série d'études sur les régions de formation d'étoiles.

Au cours des dernières décennies, les astronomes ont repéré plus de 5 000 planètes autour d’étoiles lointaines, appelées exoplanètes. Nous savons maintenant que les planètes sont si abondantes que vous pouvez regarder presque n'importe quelle étoile dans le ciel nocturne et être presque certain que les planètes tournent autour d'elles. Mais à quoi ressemblent ces planètes ?

La première planète découverte autour d’une étoile semblable au soleil nous a été un choc. Il s’agissait d’un Jupiter chaud, une géante gazeuse massive qui orbite autour de son étoile mère sur une orbite si étroite que la durée d’une année n’est que de quatre jours. Il s'agit d'un monde véritablement extraterrestre sans égal dans notre propre système solaire.

À partir de cette première découverte révolutionnaire, les astronomes ont continué et ont découvert des systèmes serrés de super-Terres, des planètes rocheuses plusieurs fois plus massives que la Terre, ainsi que d'impressionnantes géantes gazeuses en orbite pendant un siècle autour de leur étoile mère. Parmi les nombreux systèmes planétaires que nous avons découverts, aucun n’égale notre propre système solaire. En fait, la plupart d'entre eux sont très différents.

Pour comprendre comment naissent tous ces différents systèmes, nous devons nous tourner vers le tout début. Et ce sont de majestueux disques de poussière et de gaz qui entourent les plus jeunes étoiles. Ce sont les pépinières qui finiront par donner naissance à de nouveaux systèmes planétaires.

Ces disques sont d’énormes objets, jusqu’à plusieurs centaines de fois plus longs que la distance entre la Terre et le Soleil. Pourtant, dans le ciel, ils paraissent minuscules. En effet, même les plus proches, qui se trouvent pratiquement dans notre arrière-cour galactique, se trouvent entre 600 et 1 600 années-lumière.

C'est une distance infime si l'on considère que la Voie lactée a un diamètre de plus de 100 000 années-lumière, mais cela signifie quand même que la lumière, la chose la plus rapide de l'univers, met jusqu'à 1 600 ans pour nous atteindre à partir de là.

La taille typique d'une de ces pépinières planétaires, vue de la Terre, serait un angle de 1 "seconde d'arc" sur le ciel, ce qui équivaut à une 3 600e partie de degré. Pour mettre les choses en perspective, c'est comme essayer d'observer une personne debout au sommet de la Tour Eiffel à 500 km de distance dans la capitale néerlandaise d'Amsterdam.

Pour observer ces disques, nous avons besoin des télescopes les plus avancés et les plus grands. Et nous avons besoin d’instruments sophistiqués capables de corriger les turbulences atmosphériques qui brouillent nos images. Ce n'est pas une mince affaire d'ingénierie, la dernière génération d'instruments n'étant disponible que depuis une décennie environ.

Nouvelles découvertes

À l'aide du « Very Large Telescope » de l'Observatoire européen austral, du VLT et de la caméra à optique adaptative extrême Sphere, nous avons maintenant commencé à étudier les jeunes étoiles proches.

Notre équipe, composée de scientifiques de plus de dix pays, a pu observer plus de 80 de ces jeunes étoiles avec des détails étonnants, grâce à nos résultats publiés dans une série d'articles dans la revue Astronomy and Astrophysics.

Toutes les images ont été prises en lumière proche infrarouge, invisible à l’œil humain. Ils montrent la lumière des jeunes étoiles lointaines telle qu'elle est réfléchie par les minuscules particules de poussière présentes dans les disques. Cette poussière ressemble beaucoup au sable sur la plage et finira par s'agglutiner pour former de nouvelles planètes.

Ce que nous avons découvert, c’est une étonnante diversité de formes et de formes de ces pépinières planétaires. Certains d'entre eux ont d'énormes systèmes d'anneaux, d'autres de grands bras en spirale. Certains d'entre eux sont lisses et calmes, et d'autres encore sont pris au milieu d'une tempête alors que la poussière et les gaz des nuages ​​​​de formation d'étoiles environnants pleuvent sur eux.

Alors que nous nous attendions à une certaine diversité, notre enquête montre pour la première fois que cela est vrai même au sein des mêmes régions de formation d’étoiles. Ainsi, même les systèmes planétaires qui se forment dans le même voisinage peuvent être très différents les uns des autres.

La découverte d'une telle gamme de disques suggère que l'énorme diversité des exoplanètes découvertes jusqu'à présent est une conséquence de ce large spectre de pépinières planétaires.

Contrairement au Soleil, la plupart des étoiles de notre galaxie ont des compagnons, avec deux étoiles ou plus en orbite autour d’un centre de masse commun. En observant la constellation d’Orion, nous avons constaté que les étoiles groupées par deux ou plus étaient moins susceptibles d’avoir de grands disques formant des planètes que les étoiles isolées. C'est une chose utile à savoir lors de la chasse aux exo-planètes.

Une autre découverte intéressante était l'inégalité des disques dans cette région, suggérant qu'ils pourraient abriter des planètes massives qui déforment les disques.

La prochaine étape de nos recherches consistera à connecter des planètes spécifiques à leurs pépinières, afin de comprendre en détail comment les différents systèmes ont pu se former. Nous souhaitons également zoomer encore plus près sur les régions les plus intérieures de ces disques dans lesquelles des planètes telluriques comme notre propre Terre pourraient déjà se former.

Pour cela, nous utiliserons la prochaine génération de télescopes, dont le fer de lance est le "Extremely Large Telescope" de l'Observatoire européen austral, actuellement en construction dans le désert chilien d'Atacama.

Il y a de nombreuses questions auxquelles il faut répondre. Mais grâce à notre enquête, nous savons désormais que la toute première étape sur le long chemin qui mène à l'émergence de la vie est une étape absolument magnifique.