L’observation d’exoplanètes montre comment les géantes gazeuses peuvent se former loin de leurs étoiles

Les astronomes ont observé une planète semblable à Jupiter se formant autour d’une jeune étoile d’une manière que nous n’avions jamais vue auparavant

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4 avril 2022

Images de l’étoile AB Aur à différentes longueurs d’onde prises par le télescope Subaru

SCExAO / CHARIS / Thayne Currie

Les astronomes ont observé une planète semblable à Jupiter se formant autour d’une jeune étoile, fournissant la première preuve directe d’une théorie sur la façon dont les planètes géantes pourraient se former loin de leurs planètes.

Les planètes se forment généralement à partir d’un disque de poussière et de gaz, appelé disque protoplanétaire, autour d’une jeune étoile. On pense que des géantes gazeuses comme Jupiter, avec une orbite 5,2 fois plus large que celle de la Terre, se sont formées lorsque des particules solides dans le disque entrent en collision et font lentement boule de neige dans une planète, dans un processus appelé accrétion du noyau.

À de plus grandes distances de l’étoile, le disque n’est pas assez dense pour l’accrétion du noyau, de sorte que les astronomes pensent que les planètes géantes avec des orbites plus larges doivent s’être formées d’une manière différente, appelée instabilité gravitationnelle. En raison de la distance de l’étoile, le gaz et la poussière se refroidissent et se contractent en amas qui s’effondrent sous leur propre gravité pour former le noyau d’une planète.

Thayne Currie de l’Observatoire astronomique national du Japon et ses collègues ont repéré pour la première fois des signes d’une planète dans ses étapes de formation – également connue sous le nom de protoplanète – en orbite autour d’une jeune étoile de 2 millions d’années, AB Aurigae, en 2016 avec le télescope Subaru à Hawaii. L’équipe a continué à observer l’étoile et la protoplanète jusqu’en 2021.

Ils ont déterminé que la protoplanète, connue sous le nom d’AB Aur B, est environ neuf fois plus lourde que Jupiter et orbite autour de son étoile hôte à 93 fois la distance de la Terre au soleil. Ils ont également vu des spirales de gaz et de poussière s’effondrer rapidement dans la protoplanète, comme le prédisent les modèles de formation de planètes par instabilité gravitationnelle. “Cela ressemble presque à une simulation”, déclare Currie.

AB Aur B n’est que la deuxième protoplanète à avoir été directement imagée, et la plus jeune. L’équipe espère recueillir plus d’images à différentes longueurs d’onde pour mieux comprendre la formation des géantes gazeuses à ses débuts.

« La nature est très intelligente. Il ne produit pas de fac-similés du système solaire ; il produit une large gamme de systèmes planétaires différents », explique Currie. “C’est l’un des types de système les plus bizarres.”

“C’est une découverte très excitante qui nous rappelle une fois de plus à quel point nous en savons peu sur les premières étapes de la formation et de l’évolution planétaires”, déclare Alejandro Suárez Mascareño de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries en Espagne. “Bien que ce résultat ne puisse toujours pas dire quel est le mécanisme dominant de la formation des planètes, il montre que, au moins à de grandes distances orbitales, l’instabilité du disque semble être possible.”

Référence de la revue : Astronomie naturelleDOI : 10.1038 / s41550-022-01634-x

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