Une exoplanète montre comment les géantes gazeuses se forment loin de leur étoile
Une planète semblable à Jupiter a été observée en train de se former autour d’une jeune étoile, fournissant la première preuve directe d’une hypothèse sur la façon dont les planètes géantes pourraient se former loin de leur étoile.
La formation des géantes gazeuses
Les planètes se développent généralement à partir d’un disque de poussière et de gaz, appelé disque protoplanétaire, autour d’une jeune étoile. On pense que les géantes gazeuses comme Jupiter, dont l’orbite est 5,2 fois plus large que celle de la Terre, se sont formées lorsque des particules solides du disque entrent en collision et font lentement une boule de neige pour former une planète, dans un processus appelé accrétion du noyau.
Plus loin de l’étoile, ce disque n’est pas assez dense pour permettre l’accrétion du noyau. On pense donc que les planètes géantes aux orbites plus larges ont dû se former d’une manière différente, appelée instabilité gravitationnelle. En raison de la distance qui les sépare de l’étoile, le gaz et la poussière se refroidissent et se contractent en amas qui s’effondrent sous l’effet de leur propre gravité pour former le noyau d’une planète.
Une protoplanète découverte en 2021
Thayne Currie, de l’Observatoire astronomique national du Japon, et ses collègues ont repéré pour la première fois les signes d’une planète en phase de formation – également appelée protoplanète – en orbite autour d’une jeune étoile de 2 millions d’années, AB Aurigae, en 2016 avec le télescope Subaru à Hawaï. Les chercheurs ont continué à observer l’étoile et la protoplanète jusqu’en 2021.
Ils ont déterminé que la protoplanète, connue sous le nom de AB Aur b, est environ neuf fois plus lourde que Jupiter et tourne autour de son étoile hôte à 93 fois la distance Terre-Soleil. Ils ont également vu des spirales de gaz et de poussière s’effondrer rapidement dans cette protoplanète, exactement comme le prévoient les modèles de formation des planètes, par instabilité gravitationnelle. « Cela ressemble presque à une simulation », dit Currie.
AB Aur b est seulement la deuxième protoplanète à avoir été photographiée directement, et la plus jeune. L’équipe espère recueillir d’autres images à différentes longueurs d’onde pour mieux comprendre la formation des géantes gazeuses à ses premiers stades.
C’est un type de système les plus bizarres
« La nature est très intelligente : elle ne produit pas de fac-similés du système solaire, mais un large éventail de systèmes planétaires différents », déclare Currie. « C’est l’un des types de systèmes les plus bizarres. Il s’agit d’une découverte très intéressante 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 des planètes », déclare Alejandro Suárez Mascareño de l’Institut d’astrophysique des îles Canaries en Espagne.
« Bien que ce résultat ne permette toujours pas de dire quel est le mécanisme dominant pour la formation des planètes, il montre que, au moins à de grandes distances orbitales, l’instabilité du disque semble être possible. »
Cette recherche a été publiée dans Nature Astronomy.
Source : New Scientist
Crédit photo : Rawpixel