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Observation de la formation simultanée d’une étoile et d’une planète

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| NASA/Caltech

Les modèles de formation planétaire décrivent la formation des systèmes étoile-planètes comme simultanée. En d’autres termes, l’étoile hôte et les planètes en orbite autour se forment au même moment. Cependant, au cours des dernières décennies, les protoplanètes en formation n’ont été observées qu’une fois l’étoile hôte formée. Mais récemment, une équipe d’astrophysiciens allemands a obtenu la première preuve observationnelle de cette formation simultanée, confortant les théories actuelles.

Les modèles actuels suggèrent que les planètes se forment dans un disque de poussière et de gaz, également connu sous le nom de disque protoplanétaire, entourant une étoile hôte. Les planètes devraient commencer à prendre forme pendant que l’étoile hôte est encore en croissance — mais jusqu’à présent, nous n’avons vu des preuves observationnelles de la formation de planète qu’après la formation de l’étoile elle-même.

En observant un système situé à environ 532 années-lumière, Felipe De Oliveira Alves de l’Institut Max Planck pour la physique en Allemagne et ses collègues, ont peut-être observé directement la croissance d’une étoile et d’une planète en même temps. « La théorie prédit que la formation d’étoiles et de planètes se produit simultanément, mais nous n’avions tout simplement pas la technologie pour l’observer et mieux la comprendre », déclare De Oliveira Alves.

Planète et étoile : une formation simultanée

À l’aide de l’observatoire ALMA au Chili, les chercheurs ont d’abord découvert ce qui pourrait être une planète en croissance autour d’une étoile d’une masse environ deux fois supérieure à celle de notre soleil. Les chercheurs ont pu le faire en observant un vide créé lorsque le corps planétaire accumulait de la matière dans le disque protoplanétaire de l’étoile. Ils estiment que la planète fait entre 4 et 70 fois la masse de Jupiter.

Les chercheurs ont ensuite découvert deux flux de gaz alimentant le disque protoplanétaire. On pense qu’une partie de ce gaz reconstitue les matériaux nécessaires à la croissance de la planète dans le disque, tandis qu’une autre partie nourrit l’étoile encore en croissance, ce qui suggère que les planètes se forment alors que leur étoile elle-même est également en formation.

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Cette image radio prise par ALMA révèle le vide (gap) présent dans le disque de poussière, dont la double structure annulaire indique les sites de formation de l’étoile et de la planète. Crédits : F. Alves et al. 2020

Il y a encore du travail à effectuer pour confirmer l’observation. De Oliveira Alves et ses collègues notent que le corps planétaire qu’ils ont découvert pourrait en fait être ce qu’on appelle une naine brune — un objet avec plus de masse qu’une planète géante gazeuse, mais de masse inférieure à une étoile. Une analyse plus approfondie devrait aider à établir la véritable identité de l’objet. Voir la formation d’étoiles se produire simultanément à la formation des planètes sera important, selon De Oliveira Alves, car cela suggérerait des moyens d’affiner nos modèles de formation de planètes.

« Normalement, lorsqu’ils discutent de la formation des planètes, la plupart des chercheurs isolent le problème et se concentrent uniquement sur leur formation. Mais je pense que cela est en train de changer. Il devient évident que les planètes — en particulier les planètes géantes — n’évoluent pas isolément. L’ensemble du système est dynamique et évolutif », conclut Zoe Leinhardt de l’Université de Bristol.

Sources : arXiv

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