L'image montre un anneau de matière en forme de beignet environ 13 000 fois plus grand que la ceinture de Kuiper de notre système solaire, une région froide de corps glacés au-delà de Neptune. La nouvelle planète est située sur un côté du trou intérieur du beignet.
La planète est nichée dans un cocon poussiéreux appelé disque protoplanétaire, un vortex tourbillonnant de gaz et de poussière d’où naissent les planètes. Le disque s'étend vers l'extérieur à partir du centre et la planète orbite autour d'une jeune étoile massive, connue sous le nom de protoétoile, au cœur de la structure.
On pense que la planète nouvellement découverte a entre 1 et 10 millions d’années, ce qui en fait un bébé à l’échelle cosmique. Notre propre système solaire a environ 4,6 milliards d’années.
Les observations de jeunes étoiles entourées de disques protoplanétaires aident les astronomes à mieux comprendre les premières phases de la formation planétaire – une étape jusqu’à présent entourée de mystère. Ces nouvelles découvertes nous aident à comprendre les processus par lesquels des mondes terrestres rocheux comme la Terre et des mondes gazeux immenses comme Jupiter ont évolué à partir de la même matière primordiale.
La planète orbite autour de l’étoile à environ 85 unités astronomiques. Une unité astronomique est la distance entre la Terre et le soleil, soit environ 93 millions de miles (150 millions de kilomètres).
"Nous voyons une planète à son stade de formation le plus naissant", a déclaré John Bally de l'Université du Colorado à Boulder, auteur principal d'un article sur la découverte paru dans l'Astrophysical Journal. "Cela revient à observer un fœtus humain. Nous assistons à des événements qui ne se produisent que pendant une très courte fenêtre de la vie d'un système planétaire."
Les observations de Spitzer sont cohérentes avec les modèles qui prédisent que la première étape de la formation des planètes se produit lorsque de petits grains de poussière dans un disque protoplanétaire s'agglomérent pour former des objets plus gros, de la taille d'un caillou, qui entrent ensuite en collision pour former des corps toujours plus grands appelés planétésimaux et finalement des planètes à part entière.
La manière exacte dont les disques protoplanétaires forment les planètes reste incertaine. Une théorie est que lorsque les particules de poussière tourbillonnent autour de la protoétoile, elles se heurtent et se collent les unes aux autres. À mesure que ces amas grossissent, ils sont capables de collecter plus de matière grâce à leur puissante gravité, ce qui leur permet de balayer encore plus de débris du disque environnant à mesure qu'ils grandissent rapidement.
Finalement, elles accumulent suffisamment de masse pour former des protoplanètes. Au fil du temps, ces protoplanètes entrent en collision avec d’autres protoplanètes et les attirent gravitationnellement, formant ainsi les noyaux rocheux de planètes beaucoup plus grandes. Les protoplanètes subissent probablement des interactions de type « hit-and-run » qui les font parfois dévier de leur trajectoire, les faisant s'écraser sur d'autres corps plus grands. Ces collisions provoquent la destruction ou la fusion des protoplanètes avec les autres objets. Au fil du temps, ces grands impacts sculpteront les planètes en sphères et leur donneront leurs surfaces rocheuses.
La densité d'une planète détermine le nombre de collisions supplémentaires qu'elle subira. À mesure que les planètes deviennent plus denses, elles réussissent mieux à attirer des objets par attraction gravitationnelle.
La vision de Spitzer de ce système planétaire naissant pourrait fournir des informations essentielles sur la nature de ces collisions. Les chercheurs pensent que "l'arc de lumière" brillant à l'opposé de la planète dans le disque fait allusion à un impact catastrophique impliquant deux autres protoplanètes qui a probablement eu lieu il y a à peine 100 000 ans.
"En étudiant ces premiers éléments constitutifs de la planète et le processus par lequel ces amas se développent, nous comprenons mieux les conditions qui donnent lieu à la formation planétaire", a déclaré Bally.
