Un disque de formation de lune détecté autour d’un autre monde
Pour la première fois, des astronomes ont repéré sans la moindre doute un disque de gaz et de poussière autour d’une planète dans un système solaire lointain, ce qui pourrait nous donner un aperçu de la façon dont les exolunes se forment.
Selon Myriam Benisty, de l’université de Grenoble, en France, et de l’université du Chili
Notre travail présente une détection claire d’un disque dans lequel des satellites pourraient être en train de se former.
Mme Benisty a dirigé les recherches, qui ont utilisé les yeux aiguisés du grand réseau millimétrique/submillimétrique d’Atacama (ALMA) au Chili pour observer le disque autour de l’exoplanète PDS 70c. Cette planète est l’un des deux mondes géants semblables à Jupiter en orbite autour d’une étoile naissante située à 400 années-lumière. La plupart des exoplanètes découvertes jusqu’à présent orbitent autour d’étoiles matures, mais ce système n’a que 5,4 millions d’années, ce qui fait de ses deux mondes les seules exoplanètes connues qui sont encore en cours de formation.
Un système solaire naissant contient un disque de gaz et de poussière tournant autour de l’étoile, vestige de sa formation. Les matériaux de ce disque peuvent entrer en collision et se coller les uns aux autres pour former des corps de plus en plus grands (accrétion), et finalement des planètes, qui peuvent avoir leurs propres disques circumplanétaires, plus petits, à partir desquels des satellites, les exolunes, peuvent coalescer.
En 2019, des astronomes ont rapporté qu’ALMA avait repéré des indices d’un tel disque lunaire autour de PDS 70c, bien qu’il ait été difficile de distinguer le disque du milieu environnant.
Maintenant, selon Benisty, les nouvelles observations « ont été obtenues à une résolution si précise que nous avons pu clairement identifier que le disque est associé à la planète et nous sommes en mesure de limiter sa taille pour la première fois ».
Plus précisément, ALMA a pu voir le système dans une lumière dont la longueur d’onde est inférieure à un millimètre, entre la lumière infrarouge et les ondes radio. Cela a permis à l’équipe d’étudier les grains de poussière froids qui composent le disque autour de PDS 70c.
Cette image, prise par ALMA, montre des vues large (à gauche) et rapprochée (à droite) du disque lunaire entourant PDS 70c ; l’anneau distinct à gauche est le disque circumstellaire autour de l’étoile. (ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et col.)
L’étude (lien plus bas) révèle que le diamètre du disque est égal à la distance Terre-Soleil (environ 150 millions de kilomètres) et qu’il contient suffisamment de matière pour former trois satellites de la taille de la Lune.
Ces nouvelles observations offrent également aux astronomes la possibilité d’explorer des théories de formation planétaire jusqu’alors non vérifiées. Bien qu’ils aient une idée générale de la façon dont les planètes et les lunes se forment, les détails de ces processus sont encore vagues.
Selon le coauteur Stefano Facchini, de l’Observatoire européen austral (ESO) :
En bref, on ne sait toujours pas quand, où et comment se forment les planètes et les lunes. Ce système nous offre donc une opportunité unique d’observer et d’étudier les processus de formation des planètes et des satellites.
L’équipe a également constaté qu’une planète sœur, PDS 70b, ne semble pas avoir de disque de formation de lunes à elle, ce qui suggère que PDS 70c a peut-être englouti la majeure partie de la matière poussiéreuse pour elle-même.
L’étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters : A Circumplanetary Disk around PDS70c et présentée sur le site du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics : Spotted: An Exoplanet with the Potential to Form Moons et sur le site de l’Observatoire européen austral : Astronomers make first clear detection of a moon-forming disc around an exoplanet.