La protoplanète prénatale bouleverse les modèles de formation des planètes

Une équipe de recherche internationale a découvert une nouvelle planète si jeune qu’elle n’a pas encore émergé du ventre de la matière où elle se forme. C’est la plus jeune protoplanète découverte à ce jour. Son emplacement et les modèles de matière environnants suggèrent qu’une méthode alternative de formation des planètes pourrait être à l’œuvre. Cette découverte pourrait aider à expliquer l’histoire et les caractéristiques des planètes extrasolaires observées autour d’autres étoiles.

Dans le modèle standard de formation des planètes, une grande planète gazeuse semblable à Jupiter commence comme un noyau rocheux dans un disque protoplanétaire autour d’une jeune étoile. Ce noyau accrète ensuite le gaz du disque, devenant une planète géante. Bien que ce modèle fonctionne bien pour les planètes du système solaire, il a du mal à expliquer les exoplanètes qui ont été découvertes autour d’autres étoiles à des distances beaucoup plus grandes que l’orbite de Neptune, la planète la plus éloignée du système solaire.

Les noyaux rocheux ne devraient pas se former loin de l’étoile centrale, de sorte que l’accrétion du noyau ne peut pas entraîner la formation de planètes lointaines. Une théorie soutient que les planètes périphériques se forment près de l’étoile centrale et se déplacent vers l’extérieur. Mais de nouvelles observations utilisant un système d’optique adaptative extrême qui permet au télescope Subaru d’imager directement des objets faibles proches d’étoiles plus brillantes montrent ce qui semble être une protoplanète en train de se former directement à une distance de 93 au : plus de trois fois la distance entre le Soleil et Neptune.

L’analyse de cet objet, nommé AB Aur b, montre qu’un simple modèle de lumière stellaire réfléchie par une anomalie du disque ne peut pas reproduire les observations ; mais un modèle de planète nue non plus. Les meilleurs modèles d’ajustement indiquent que AB Aur b est une protoplanète si jeune qu’elle est encore en train de se former dans un utérus de matière dans le disque protoplanétaire. Les structures en spirale à proximité du disque correspondent à des modèles où une planète se forme directement à partir de l’effondrement gravitationnel de la matière environnante. Cette découverte a de profondes implications pour expliquer les nombreuses exoplanètes périphériques observées et le modèle théorique global de la formation des planètes.

« Cette étude jette un nouvel éclairage sur notre compréhension des différentes façons dont les planètes se forment », déclare Thayne Currie, auteur principal de l’article de découverte.

Ces résultats sont apparus dans Astronomie naturelle.

Le télescope Subaru de 8,2 mètres est situé près du sommet de Maunakea à Hawai`i, un volcan inactif connu pour ses qualités inégalées en tant que site d’astronomie et sa profonde signification personnelle et culturelle pour de nombreux Hawaïens autochtones.