Réinventer la genèse planétaire : les observations d’un jeune disque remettent en question les théories de formation

Patrick Lesggie

Les astronomes ont découvert de premières structures annulaires et spirales dans de jeunes disques planétaires, indiquant que la formation de planètes commence bien plus tôt que ce que l’on pensait auparavant. Cette découverte révolutionnaire, révélée grâce aux données d’ALMA, remet en question les modèles existants de formation des planètes et suggère un délai beaucoup plus rapide pour l’émergence de structures planétaires. (Concept de l’artiste.)

Évolution précoce des structures des disques planétaires observée pour la première fois

La formation des planètes pourrait se produire beaucoup plus rapidement que ce que l’on pensait auparavant.

Une équipe internationale d’astronomes a trouvé des structures annulaires et spirales dans de très jeunes disques planétaires, démontrant que la formation des planètes pourrait commencer beaucoup plus tôt que ce que l’on pensait à l’origine. Les résultats ont été présentés lundi lors de la 243e réunion de la Société américaine d’astronomie.

En utilisant des données de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) de l’Observatoire National de Radioastronomie (NRAO), l’équipe a capturé des images des disques planétaires de classe 0 et de classe I, qui sont beaucoup plus jeunes que les disques de classe II observés par les précédentes enquêtes sur les disques. On sait que les disques de classe II possèdent des lacunes et des structures annulaires, indiquant que la formation planétaire est bien avancée. « Les premières observations d’ALMA des jeunes disques protoplanétaires ont révélé de nombreux anneaux et lacunes magnifiques, éventuels sites de formation des planètes », a déclaré Cheng-Han Hsieh, doctorant à l’Université Yale. « Je me demandais quand ces anneaux et lacunes ont commencé à apparaître dans les disques. »

Séquence évolutive des disques protoplanétaires

La séquence évolutive des disques protoplanétaires avec des sous-structures, de l’enquête ALMA CAMPOS. Ces larges variétés de structures de disques planétaires sont des sites possibles de formation de jeunes protoplanètes. Crédit : Hsieh et al. en cours de préparation.

Cette nouvelle étude montre que la structure commence à se former lorsque les disques ont environ 300 000 ans, ce qui est incroyablement rapide. Les jeunes disques peuvent avoir de multiples anneaux et des structures spirales, ou évoluer en un anneau avec une cavité centrale. Ces observations remettent en question notre compréhension de la formation des planètes, en particulier des planètes géantes de type Jupiter. « Il est difficile de former des planètes géantes dans un million d’années à partir du modèle d’accumulation du noyau », a déclaré Cheng-Han Hsieh. De futures études permettront de déterminer le moment exact où la sous-structure du disque apparaît et comment cela se connecte à la formation précoce des planètes.

Réseau central d'ALMA sur les plaines de Chajnantor

L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) est situé sur les plaines de Chajnantor, à près de 5 000 mètres d’altitude et compte actuellement 66 antennes haute précision travaillant ensemble aux longueurs d’onde millimétriques et submillimétriques. Crédit : C. Padilla, NRAO/AUI/NSF

L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) est un télescope de pointe situé dans le désert d’Atacama, dans le nord du Chili. Exploité par un partenariat entre l’Europe, l’Amérique du Nord, l’Asie de l’Est et le pays hôte Chili, ALMA se spécialise dans l’étude de la lumière provenant de certains des objets les plus froids de l’Univers.

Il fonctionne aux longueurs d’onde millimétriques et submillimétriques, comblant un fossé crucial entre la lumière infrarouge et les ondes radio. Cela permet à ALMA d’observer des phénomènes tels que la formation des étoiles, des systèmes planétaires et la chimie détaillée de l’univers, qui sont souvent obscurcis à d’autres longueurs d’onde.

L’altitude élevée et l’emplacement sec d’ALMA offrent une vue quasi inégalée de l’univers à ces longueurs d’onde uniques, ce qui en fait l’un des observatoires les plus puissants et polyvalents au monde pour l’étude du gaz moléculaire et de la poussière.