Crédit d'image: NASA / JPL
En juin, des chercheurs de l'Université de Rochester ont annoncé qu'ils avaient localisé une planète potentielle autour d'une autre étoile si jeune qu'elle défie les explications des théoriciens. Maintenant, une nouvelle équipe de spécialistes de la formation des planètes à Rochester confirme les conclusions originales, affirmant avoir confirmé que le trou formé dans le disque poussiéreux de l'étoile aurait très bien pu être formé par une nouvelle planète. Les résultats ont des implications pour mieux comprendre comment notre propre système solaire a vu le jour, ainsi que pour trouver d'autres systèmes planétaires éventuellement habitables dans notre galaxie.
«Les données suggèrent qu'il existe une jeune planète, mais jusqu'à présent aucune de nos théories n'avait de sens avec les données d'une planète si jeune», explique Adam Frank, professeur de physique et d'astronomie à l'Université de Rochester. «D'une part, c'est frustrant; mais de l'autre, c'est très cool parce que Dame Nature vient de nous remettre la planète et nous devons comprendre comment elle doit avoir été créée. "
Curieusement, à partir des données de l'équipe d'origine, Frank, Alice Quillen, Eric Blackman et Peggy Varniere ont révélé que la planète était probablement plus petite que la plupart des planètes extra-solaires découvertes jusqu'à présent - de la taille de Neptune. Les données suggèrent également que cette planète est à peu près à la même distance de son étoile parente que notre propre Neptune du Soleil. La plupart des planètes extra-solaires découvertes à ce jour sont beaucoup plus grandes et orbitent extrêmement près de leur étoile parente.
L'équipe originale de Rochester, dirigée par Dan Watson, professeur de physique et d'astronomie, a utilisé le nouveau télescope spatial Spitzer de la NASA pour détecter un espace dans la poussière entourant une étoile naissante. Les «yeux» infrarouges critiques du télescope infrarouge ont été conçus en partie par les professeurs de physique et d'astronomie Judith Pipher, William Forrest et Watson, une équipe qui a été parmi les leaders mondiaux dans l'ouverture de la fenêtre infrarouge à l'univers. Ce sont Forrest et Pipher qui ont été les premiers astronomes américains à tourner un réseau infrarouge vers le ciel: en 1983, ils ont monté un prototype de détecteur infrarouge sur le télescope de l'Université dans le petit observatoire au sommet du bâtiment Wilmot sur le campus, en prenant la première- jamais des images télescopiques de la lune dans l'infrarouge, une gamme de longueurs d'onde de lumière qui est invisible à l'œil nu ainsi qu'à la plupart des télescopes.
L'écart découvert signalait fortement la présence d'une planète. La poussière dans le disque est plus chaude au centre près de l'étoile et rayonne donc la majeure partie de sa lumière à des longueurs d'onde plus courtes que les parties extérieures plus froides du disque. L'équipe de recherche a constaté qu'il y avait une pénurie soudaine de lumière rayonnant à toutes les courtes longueurs d'onde infrarouges, suggérant fortement que la partie centrale du disque était absente. Les scientifiques ne connaissent qu'un seul phénomène qui peut creuser un «trou» si distinct dans le disque pendant la courte durée de vie de l'étoile - une planète d'au moins 100 000 ans.
Cette possibilité d'une planète de l'ordre de seulement 100 000 à un demi-million d'années a été accueillie avec scepticisme par de nombreux astronomes car aucun des principaux modèles de formation planétaire ne semblait permettre une planète de cet âge. Deux modèles représentent les principales théories de la formation planétaire: l'accrétion du noyau et l'instabilité gravitationnelle. L'accumulation de noyau suggère que la poussière à partir de laquelle la forme de l'étoile et du système commence à s'agglutiner en granules, et ces granules s'agglutinent en roches, astéroïdes et planétoïdes jusqu'à la formation de planètes entières. Mais la théorie dit qu'il faudrait environ 10 millions d'années pour qu'une planète évolue de cette façon - beaucoup trop de temps pour tenir compte de la planète d'un demi-million d'années trouvée par Watson.
À l'inverse, l'autre théorie dominante de la formation planétaire, l'instabilité gravitationnelle, suggère que des planètes entières pourraient se former essentiellement d'un seul coup alors que le nuage de gaz d'origine est attiré par sa propre gravité et devient une planète. Mais alors que ce modèle suggère que la formation planétaire pourrait se produire beaucoup plus rapidement - de l'ordre des siècles - la densité du disque de poussière entourant l'étoile semble être trop clairsemée pour supporter ce modèle non plus.
"Même s'il ne correspond à aucun des modèles, nous avons calculé les chiffres et montré que oui, en fait, ce trou dans ce disque de poussière aurait pu être formé par une planète", explique Frank. «Maintenant, nous devons regarder nos modèles et comprendre comment cette planète y est arrivée. À la fin de tout cela, nous espérons avoir un nouveau modèle et une nouvelle compréhension de la façon dont les planètes deviennent. »
Cette recherche a été financée par la National Science Foundation.
Source d'origine: communiqué de presse de l'Université de Rochester
