Image incroyable de la naissance en cours d’une lune autour d’une exoplanète !

En 2018 et 2019, des astronomes découvraient deux planètes en formation autour de l’étoile PDS70. À l’époque, on supposait que ces deux planètes étaient entourées d’un disque de poussière, lieu de naissance présumé des satellites naturels ! Aujourd’hui, Alma confirme la présence d’un disque qui entoure l’exoplanète PDS 70c, à l’intérieur duquel il pourrait se former jusqu’à trois lunes. Les explications de Myriam Benisty, chercheuse à l’université de Grenoble (France) et à l’université du Chili, qui a dirigé cette étude.

L’observatoire Alma a confirmé l’existence d’un disque circumplanétaire entourant l’exoplanète PDS 70c, l’une des deux planètes géantes, semblables à Jupiter, qui est en orbite autour d’une étoile située à près de 400 années-lumière. Ces deux planètes, PDS 70b et PDS 70c, qui forment un système rappelant la paire Jupiter-Saturne, avaient été découvertes pour la première fois à l’aide du Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, en 2018 et 2019 respectivement. À l’époque, les astronomes avaient déjà trouvé des indices d’un disque permettant la formation de lunes autour de PDS 70c, mais ils ne pouvaient pas distinguer clairement le disque de son environnement proche et confirmer sa détection.


Une masse suffisante pour former jusqu’à trois satellites comme la Lune

Les observations d’Alma ont également permis de découvrir que ce disque a, à peu près, le même diamètre que la distance entre notre Soleil et la Terre et une « masse suffisante pour former jusqu’à trois satellites comme la Lune », explique Myriam Benisty, chercheuse à l’université de Grenoble (France) et à l’université du Chili, qui a dirigé les nouveaux travaux publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal Letters.

Une opportunité unique d’observer et d’étudier les processus de formation des planètes et des satellites
Comme le souligne le communiqué de presse de l’ESO, ces résultats ne sont pas seulement essentiels pour découvrir comment les lunes se forment. « Ces nouvelles observations sont également extrêmement importantes pour tester les théories sur la formation des planètes qui ne pouvaient pas être vérifiées jusqu’à présent », explique Jaehan Bae, chercheur au Earth and Planets Laboratory de la Carnegie Institution for Science, aux États-Unis, et auteur de l’étude. Il faut savoir qu’aujourd’hui on ne « comprend pas les détails des processus de formation des planètes et des lunes, ni où elles se forment », explique Stefano Facchini, chercheur à l’ESO, également impliqué dans cette recherche.

Ce que l’on sait de la formation des planètes, c’est qu’elles se forment dans des disques de poussière autour de jeunes étoiles, creusant des cavités en accrétant de la matière de ce disque circumstellaire pour croître. Au cours de ce processus, une planète peut acquérir son propre disque circumplanétaire, qui contribue à la croissance de la planète en régulant la quantité de matière qui tombe sur elle. Dans le même temps, le gaz et la poussière du disque circumplanétaire peuvent s’assembler en corps de plus en plus grands par le biais de collisions multiples, ce qui conduit finalement à la naissance de lunes.

Une cartographie très détaillée à l’aide du futur télescope géant de l’ESO
Les dernières observations d’Alma ont maintenant permis aux astronomes d’obtenir des informations supplémentaires sur le système. En plus de confirmer la détection du disque circumplanétaire autour de PDS 70c et d’étudier sa taille et sa masse, ils ont découvert que PDS 70b ne présente pas de preuve évidente de la présence d’un tel disque, ce qui indique qu’il a été privé par PDS 70c des poussières de son environnement de naissance.

Ce système planétaire sera compris de manière encore plus approfondie grâce à l’Extremely Large Telescope (ELT) de l’ESO, actuellement en construction sur le Cerro Armazones, dans le désert chilien d’Atacama. « L’ELT sera essentiel pour cette recherche car, grâce à sa résolution beaucoup plus élevée, nous serons en mesure de cartographier le système dans ses moindres détails », explique le coauteur Richard Teague, chercheur au Center for Astrophysics | Harvard Smithsonian, aux États-Unis. En particulier, en utilisant la caméra et le spectrographe Metis de l’ELT, l’équipe sera en mesure d’examiner les mouvements du gaz entourant PDS 70c pour obtenir une image 3D complète du système.

Cette image, prise par Alma (ESO) montre une vue à grand champ (à gauche) et rapprochée (à droite) du disque lunaire entourant PDS 70c, une jeune planète de type Jupiter située à près de 400 années-lumière. La vue rapprochée montre PDS 70c et son disque circumplanétaire au centre de l’image, tandis que le disque circumstellaire, plus grand, semblable à un anneau, occupe la majeure partie du côté droit de l’image. L’étoile PDS 70 est au centre de l’image à grand champ sur la gauche. © Alma (ESO/NAOJ/NRAO), Benisty et al.

Futura a interviewé Myriam Benisty, chercheuse à l’Université de Grenoble (France) et à l’Université du Chili, qui a dirigé les nouveaux travaux publiés aujourd’hui dans The Astrophysical Journal Letters.

Futura : Ce n’est pas la première fois qu’Alma observe PDS 70C. Qu’apportent de plus ces nouvelles observations ?
Myriam Benisty : Nos premières observations publiées en 2019 apportaient des indices de la présence d’un disque circumplanétaire autour de PDS 70c, mais nous ne pouvions pas en être certains, car le disque en question n’était pas détaché, séparé de l’environnement circumstellaire qui l’entoure. Nous avons obtenu par la suite des observations à plus haute résolution, permettant d’imager des détails plus fins, et ainsi avons pu détecter le disque autour de la planète, séparé du disque autour de l’étoile. Ainsi, nous avons pu observer directement la formation d’un système planétaire avec ses satellites, ce qui nous permet de tester les théories de formation planétaire. Par exemple, nous avons pu estimer plus précisément la masse de poussière disponible pour former des satellites, ainsi que la taille du disque circumplanétaire.

Source : https://www.futura-sciences.com/sciences/actualites/astronomie-image-incroyable-naissance-cours-lune-autour-exoplanete-62187/?utm_source=pushB&utm_medium=sciences&utm_campaign=push

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