La planète nouvellement découverte relance le débat sur l’émergence de certains mondes géants

La jeune planète massive orbite autour d’un endroit inhabituel dans son système stellaire, obligeant les scientifiques à raviver la vision longtemps discutée de la formation des planètes géantes.

La protoplanète, neuf fois la masse de Jupiter, est trop éloignée de son étoile pour être formée par l’ajout massif de matière, montrent les images. Au lieu de cela, un monde massif a probablement été créé par une collision simultanée de gaz violent et de poussière, ont rapporté les scientifiques 4. Astronomie naturelle.

“Ma première réaction a été que cela ne pouvait pas être vrai”, explique Thayne Currie, astrophysicien au télescope Subaru à Hilo, Hawaii.

Les astronomes se disputent depuis des années sur la manière dont les planètes géantes se sont formées (SN : 3.12.10). Dans l’histoire de “l’accrétion nucléaire”, la planète commence par de petites particules dans un disque de gaz, de poussière et de résidus qui tourne autour d’une jeune étoile. Les amas continuent de rassembler d’autres matières, se développant au cœur de la planète. A une certaine distance de l’étoile, ce noyau s’accumule alors dans une épaisse couverture d’hydrogène et d’hélium, ce qui en fait un monde gonflé et gazeux.

Mais une nouvelle planète en orbite autour d’une étoile appelée AB Aurigae se trouve en marge de son système, avec moins de substance à collecter. Dans cette position, le noyau ne devient pas assez massif pour former une enveloppe gazeuse. Currie et ses collègues soutiennent que l’emplacement éloigné de la planète la rend plus probable en raison de “l’instabilité du disque”, où le disque entourant l’étoile se brise en fragments de la taille de la planète. Les fragments s’effondrent alors rapidement, rétrécissant sous leur propre gravité et convergeant pour former une planète géante.

À l’aide d’un télescope Subaru au sommet du Mauna Kea, Currie et ses collègues ont périodiquement surveillé AB Aurigae en 2016-2020. Le télescope spatial Hubble de la NASA a également observé l’étoile à plusieurs reprises pendant 13 ans. En regardant toutes ces photos, l’équipe a vu un endroit lumineux à côté de l’étoile. La pièce brillante était une protoplanète claire appelée AB Aur b, en orbite autour de son étoile à une distance de près de 14 milliards de kilomètres – environ 3 fois plus loin de Neptune.

Currie dit dans les images, AB Aur b ressemblait à une simulation de la formation de planètes en raison de l’instabilité du disque. Sauf que c’était réel.

En 2007 et 2021, l'AB Aurigae rouge sera entouré d'images rouges en fausses couleurs d'un disque de gaz et de poussière.
Dans une image en fausses couleurs du télescope spatial Hubble en 2021 (à gauche), un disque de gaz et de poussière entoure l’étoile AB Aurigae (l’emplacement est indiqué par le symbole étoile). Lorsque vous zoomez (en bas à droite), la planète émergente AB Aur b apparaît sous la forme d’un point lumineux (flèche) sur le disque, exactement là où un point similaire est apparu en 2007 (en haut à droite).NASA, ESA, Thayne Currie / Télescope Subaru, Alyssa Pagan / STScI

“Pendant très longtemps, je n’ai pas cru que la formation d’une planète due à l’instabilité du disque pouvait réellement fonctionner”, dit-il.

Comme AB Aur b est intégré dans le disque d’une jeune étoile, il continue de croître, ce qui peut aider à expliquer comment une poignée de planètes massives en orbite autour de ses étoiles se sont formées.

“Nous ne connaissons peut-être qu’une vingtaine de planètes de ce type”, a déclaré Quinn Konopacky, astrophysicien à l’Université de Californie à San Diego, qui n’a pas participé à l’étude. “Chacun que nous trouvons est fondamentalement précieux.”

Konopacky dit que les observations seules rendent difficile de dire si une planète est due à une accumulation nucléaire ou à une instabilité du disque. Le fait qu’AB Aur b soit si loin de son étoile est une bonne preuve que l’instabilité du disque est ce qui se passe, dit-il. Cependant, “je pense qu’il reste encore beaucoup de travail à faire et d’autres moyens d’essayer d’évaluer si cela se produit dans le système.”

Konopacky et Currie disent tous deux que cette étude n’est que la deuxième observation directe de la protoplanète (SN : 02.07.18). Les scientifiques ont souvent du mal à distinguer la planète réelle en formation du disque planétaire.

Le télescope spatial James Webb récemment lancé peut aider les scientifiques à comprendre ces géantes gazeuses anormales qui sont très éloignées de leurs étoiles en étudiant le système AB Aurigae et autres, dit Currie (SN : 24.01.22). “Je pense que cela provoquera beaucoup de discussions et de suivi par d’autres chercheurs.”

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