FORMATION PLANETAIRE

La formation planétaire en action
Les astronomes ont probablement trouvé le premier objet traçant son chemin dans son disque natal entourant une jeune étoile.
24 février 2011

En utilisant le VLT (Very Large Telescope) de l’ESO, une équipe internationale d’astronomes a été capable d’étudier le disque de matière éphémère autour d’une jeune étoile se trouvant dans les premières phases de la formation d’un système planétaire. Pour la première fois un plus petit compagnon a pu être détecté. Il est probablement la cause de l’important sillon que l’on observe dans le disque. Les prochaines observations permettront de déterminer si ce compagnon est une planète ou une naine brune.

Les planètes se forment dans les disques de matière entourant les jeunes étoiles, mais la transition du disque de poussière à un système planétaire est rapide et peu d’objets sont observés pendant cette phase [1]. T Chamaeleontis (T Cha) est l’un de ces objets, une étoile peu lumineuse comparable au Soleil mais venant de commencer sa vie [2], située dans la petite constellation australe du Caméléon. T Cha se trouve à environ 330 années-lumière de la Terre et est âgée de seulement sept millions d’années. Jusqu’à présent aucune planète en formation n’a été trouvée dans ces disques en phase de transition, bien que des planètes aient été vues auparavant dans des disques plus évolués (eso0842, heic0821).

“De précédentes études ont montré que T Cha était une excellente cible pour étudier comment se forment les systèmes planétaires, » précise Johan Olofsson (Max Planck Institute for Astronomy, Heidelberg, Allemagne), un des principaux auteurs de deux articles publiés dans le journal Astronomy & Astrophysics qui présentent cette nouvelle étude. « Mais cette étoile est relativement distante et toute la puissance du VLTI (le VLT en mode interférométrique) a été nécessaire pour obtenir des détails très précis et voir ainsi ce qui se passe dans ce disque de poussière. »

Les astronomes ont d’abord observé T Cha avec l’instrument AMBER et le VLTI [3]. Ils ont découvert qu’une partie de la matière du disque formait un anneau étroit de poussière à seulement 20 millions de kilomètres de l’étoile. Au-delà de ce disque intérieur, ils ont trouvé une région dépourvue de poussière, formant un sillon qui s’étend jusqu’à environ 1,1 milliard de kilomètres de l’étoile laissant ensuite la place au disque externe originel.

Nuria Huélamo (Centro de Astrobiología, ESAC, Espagne), principal auteur du second article reprend l’histoire : “Pour nous, le sillon dans le disque de poussière autour de T Cha était un indice révélateur et nous nous sommes demandés si nous n’étions pas en train d’observer un compagnon creusant un sillon à l’intérieur de son disque protoplanétaire ? »

Toutefois, observer un compagnon si proche d’une étoile brillante est un énorme challenge. Aussi, pour atteindre son objectif, l’équipe a dû utiliser l’instrument NACO du VLT, d’une nouvelle et subtile manière appelée « masquage de pupille» [4]. Après des analyses précises, ils ont trouvé la signature bien visible d’un objet situé dans le sillon du disque de poussière, à une distance d’environ 1 milliard de kilomètres de l’étoile – légèrement plus loin que Jupiter dans notre système solaire et proche du bord extérieur du sillon. C’est la première détection d’un objet bien plus petit qu’une étoile à l’intérieur d’un sillon dans un disque de poussière où se forment les planètes autour d’une jeune étoile. Les indices suggèrent que le compagnon ne peut pas être une étoile normale [5] mais pourrait être une naine brune [6] entourée de poussière où, ce qui est plus excitant, une planète récemment formée.

Nuria Huélamo conclut : « C’est une remarquable étude collaborative qui combine deux instruments de pointe à l’Observatoire de Paranal de l’ESO. De prochaines observations permettront d’obtenir plus d’informations sur le compagnon et sur le disque et aussi de comprendre ce qui alimente le disque de poussière intérieur. »