Des astronomes de l’Université de Warwick révèlent un nouveau phénomène appelé « effet d’ombre basculante » qui décrit comment les disques des systèmes planétaires en formation sont orientés et comment ils se déplacent autour de leur étoile hôte. L’effet donne également des indices sur la façon dont ils pourraient évoluer avec le temps. Le Dr Rebecca Nealon a présenté les nouveaux travaux cette semaine lors de la réunion nationale d’astronomie de 2022 à l’Université de Warwick.
Les étoiles naissent lorsqu’un gros nuage de gaz et de poussière s’effondre sur lui-même. Le matériau restant qui n’entre pas dans l’étoile finit par tourner autour d’elle, un peu comme la façon dont l’eau tourbillonne autour du drain avant de tomber dedans. Cette masse tourbillonnante de gaz et de poussière s’appelle un disque protoplanétaire, et c’est là que des planètes comme la Terre sont nés.
On pense souvent que les disques protoplanétaires ont la forme d’assiettes à dîner – minces, rondes et plates. Cependant, des images récentes du télescope du réseau ALMA (Atacama Large Millimeter/Submillimeter Array) montrent que ce n’est pas toujours le cas. Certains des disques vus par ALMA ont des ombres sur eux, où la partie du disque la plus proche de l’étoile bloque une partie de la lumière stellaire et projette une ombre sur la partie extérieure du disque. De ce motif d’ombre, on peut déduire que la partie interne du disque est orientée complètement différemment de la partie externe, dans ce qu’on appelle un disque cassé.
Film réalisé à partir de la simulation 3D d’un disque dans un système planétaire en formation. Le disque intérieur projette des ombres sur le disque extérieur, qui oscille d’avant en arrière. Crédit : Rebecca Nealon / Université de Warwick
Dans cette recherche, l’équipe a utilisé des ordinateurs hautes performances pour exécuter des simulations tridimensionnelles d’un disque cassé. L’équipe a ensuite produit une simulation d’observation, modélisant à quoi ressemblerait un tel disque s’il devait être observé à travers un télescope, et comment il changerait avec le temps.
Au fur et à mesure que le disque intérieur traversait l’attraction gravitationnelle de l’étoile centrale, l’ombre qu’il projetait se déplaçait sur le disque extérieur. Mais au lieu que le motif d’ombre se déplace autour du disque comme une aiguille d’horloge comme prévu, il se balançait d’avant en arrière avec un mouvement de bascule. Ainsi, bien que le disque intérieur ait continué à tourner dans la même direction, son ombre semblait osciller d’avant en arrière. L’équipe suggère que cela est dû à un effet de projection géométrique, qui est susceptible de se produire dans tous les disques cassés.
Nealon dit que « JWST promet de nous donner un aperçu des systèmes planétaires embryonnaires avec des détails sans précédent, et avec nos nouveaux modèles, nous pourrons en savoir beaucoup plus sur la naissance des planètes. »
Conférence: nam2022.org/