Les modèles actuels de formation planétaire ne décrivent les étapes de formation d’une planète qu’autour d’étoiles. Cependant, l’existence d’une étoile telle que le Soleil n’est peut-être pas un pré-requis obligatoire dans la formation de planètes. Une équipe d’astrophysiciens a récemment montré qu’il était théoriquement possible que des planètes puissent également se former autour de trous noirs supermassifs. Si cette nouvelle théorie se confirme, elle pourrait ouvrir la voie à un tout nouveau domaine de recherche planétaire.

Pour les astrophysiciens japonais, l’environnement d’un trou noir supermassif n’est pas incompatible avec la formation de planètes. « Avec les bonnes conditions, les planètes pourraient se former même dans des environnements hostiles, comme autour d’un trou noir » explique Keiichi Wada, professeur à l’université de Kagoshima, qui effectue des recherches sur les noyaux galactiques actifs, objets lumineux alimentés par des trous noirs.

Disque d’accrétion des trous noirs : un environnement potentiel de formation planétaire

Selon les modèles actuels, les planètes sont formées à partir d’agrégats de poussière et de gaz dans un disque protoplanétaire autour d’une jeune étoile. Mais les jeunes étoiles ne sont pas les seuls objets à posséder de tels disques d’accrétion. Dans cette nouvelle étude publiée dans la revue Astrophysical Journal, les chercheurs se sont concentrés sur les disques d’accrétion entourant les trous noirs supermassifs dans les noyaux des galaxies.

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Tableau récapitulant les différences entre un disque proto-planétaire et celui d’un tour noir supermassif. Crédits : Keiichi Wada et al. 2019

« Nos calculs montrent que des dizaines de milliers de planètes représentant 10 fois la masse de la Terre pourraient se former à 10 années-lumière d’un trou noir » explique Eiichiro Kokubo, professeur à l’Observatoire astronomique national du Japon, qui étudie la formation planétaire. « Autour des trous noirs, il pourrait exister des systèmes planétaires d’une ampleur incroyable ».

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La théorie classique de formation planétaire appliquée aux trous noirs

Certains trous noirs supermassifs ont une grande quantité de matière autour d’eux, sous la forme d’un disque massif et dense. Un disque d’accrétion peut contenir autant de poussière que 100’000 fois la masse du Soleil. C’est 1 milliard de fois la masse de poussière d’un disque protoplanétaire. Dans la région à basse température d’un disque protoplanétaire, des grains de poussière glacés se collent et évoluent en agrégats.

Un disque de poussière autour d’un trou noir est si dense que le rayonnement intense de la région centrale est bloqué, et des régions à basse température se forment.

Les chercheurs ont appliqué la théorie de la formation des planètes aux disques circumnucléaires et ont découvert que des planètes pouvaient se former sur plusieurs centaines de millions d’années. Actuellement, il n’y a aucune technique pour détecter ces planètes autour des trous noirs. Cependant, les chercheurs s’attendent à ce que cette étude ouvre un nouveau domaine de l’astronomie.

Sources : arXiv

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