La formation de planètes autour d'une étoile. Nouvelle théorie !

Une jeune étoile entourée d’un disque de poussière contenant des exoplanètes en formation vient d’être observée avec une résolution inégalée par les antennes d’ALMA au Chili. Il va sans doute falloir réécrire les premiers chapitres des théories de formation des planètes !

Le disque protoplanétaire visible autour de HL Tauri mesure environ 3 fois le diamètre du Système solaire en limitant celui-ci à l’orbite de la planète Neptune, à quelque 4,5 milliards de km du Soleil. Les anneaux et les vides qui le segmentent sont très probablement la marque des planètes en cours de formation ou déjà suffisamment massives pour commencer à nettoyer leur orbite, à faire le vide autour d’elles. Il est tentant, avec un tel niveau de résolution, de faire le parallèle avec les anneaux de Saturne au sein desquels on a découvert ce que l’on appelle des satellites bergers qui maintiennent la cohésion des structures annulaires. Il est encore impossible avec les moyens disponibles aujourd’hui d’observer directement les corps qui sillonnent le disque de HL Tauri et comprendre toutes les structures mises en évidence par les observations d’ALMA va sans aucun doute demander du temps, mais la lecture des articles scientifiques à venir sera certainement passionnante.

D’autant plus que tout cela se passe autour d’une étoile très jeune, trop jeune auraient même tendance à dire les astronomes. Même si notre compréhension de la formation et de l’évolution des disques protoplanétaires a déjà beaucoup évolué en à peine plus d’une décennie, depuis que des centaines d’exoplanètes et de systèmes planétaires ont été découverts, très peu de personnes à ce jour imaginaient que l’on pourrait observer un tel degré d’avancement dans un disque ceignant une étoile aussi jeune. HL Tauri se serait formée par l’effondrement gravitationnel d’une partie de la nébuleuse qui la cache encore, il y a seulement un million d’années. Or, le processus de formation des planétoïdes par accrétion de grains de plus en plus massifs est censé durer plusieurs millions d’années ! Pour Frédéric Gueth : « on pouvait penser auparavant qu’une étoile se formait d’abord et que des planètes apparaissaient éventuellement dans un second temps à partir des matériaux qui restaient autour, mais ce que l’on voit à présent, c’est que les planètes se forment très tôt dans le processus, en même temps que l’étoile en fait. Ici, visiblement, la formation de l’étoile et des planètes se déroule simultanément, ce sont deux aspects du même phénomène. La conclusion logique c’est que toutes les étoiles sont potentiellement entourées de planètes. C’est quelque chose que tout le monde subodore, mais, là, on commence à avoir des indications très fortes. » Les premiers chapitres des théories planétaires ont manifestement besoin d’une bonne remise à niveau. Et c’est ce qui explique pourquoi ce domaine de la recherche des exoplanètes et des disques protoplanétaires est tellement passionnant. Il progresse à pas de géant avec l’amélioration des instruments de l’astronomie millimétrique et les premiers résultats d’ALMA sont extrêmement satisfaisants pour les professionnels car, comme le rappelle Stéphane Guilloteau (CNRS, Laboratoire d'astrophysique de Bordeaux), qui faisait partie des concepteurs d’ALMA : « une image comme celle-ci, on en rêvait à l’époque ! C’était l’un des objectifs majeurs du projet, un objectif qui a guidé bien des choix techniques. »

Extrait Guillaume Cannat Lemonde.fr