Communiqué de presse

L’image la plus détaillée d’ALMA d’un disque protoplanétaire

Des preuves de la formation d’une planète dans une zone orbitale semblable à celle de la Terre autour d’une jeune étoile

31 mars 2016

Cette nouvelle image acquise avec le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) montre les détails les plus fins jamais observés dans le disque de formation planétaire autour de TW Hydrae, une étoile semblable au Soleil voisine du Système Solaire. Il révèle un trou très intéressant situé à égale distance de l’étoile que le Terre l’est du Soleil, ce qui pourrait signifier qu’une version « nourrisson » de notre planète, ou peut-être une planète plus massive de type super Terre est en train de se former.

L’étoile TW Hydrae est une cible d’étude commune pour les astronomes, car elle est relativement proche de la Terre (seulement 175 années-lumière de la Terre) et du fait de son très jeune âge (environ 10 millions d’années). De plus, depuis la Terre on la voit de face, ce qui donne aux astronomes une vue non déformée plutôt rare d’un disque protoplanétaire complet autour d’une étoile.

« Les précédentes études effectuées avec des télescopes optiques et radios confirment que TW Hydrae héberge un important disque avec des structures qui suggèrent fortement que des planètes sont en train de se former, » explique Sean Andrews du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics à Cambridge, Massachusetts, USA et première auteur de l’article publié aujourd’hui dans Astrophysical Journal Letters. « Les nouvelles images d’ALMA montrent le disque d’une manière détaillée sans précédent révélant une série d’anneaux de poussière brillante et de trous sombres concentriques comportant d’intrigantes structures qui pourraient indiquer qu’une planète avec une orbite semblable à celui de la Terre est en train de s’y former. »

D’autres anneaux sombres bien marqués sur ces nouvelles images sont situés à trois milliards et à 6 milliards de kilomètres de l’étoile au centre du système, une distance similaire aux distances moyennes qui séparent le Soleil d’Uranus et de Pluton dans le Système Solaire. Ces anneaux sombres sont probablement aussi le fruit des particules qui se sont agglomérées pour former des planètes qui ont ensuite balayé de leur orbite la poussière et le gaz et concentré la matière restante sur des bandes bien définies.

Pour les nouvelles observations de TW Hydrae, les astronomes ont saisi la très faible émission radio des grains de poussière de taille millimétrique dans le disque révélant des détails de l’ordre de la distance correspondant à la distance Terre-Soleil (environ 150 millions de kilomètres). Ces observations détaillées ont pu être obtenues grâce à la haute résolution d’ALMA dans sa configuration de longue base. Quand les Antennes d’ALMA sont séparées au maximum, jusqu’à 15 kilomètres l’une de l’autre, le télescope est capable d’obtenir une résolution des détails bien plus précise. « C’est la plus grande résolution spatiale jamais imagée par ALMA d’un disque protoplanétaire. Ce résultat sera difficile à battre dans le futur ! »  précise Sean Andrews [1].

« TW Hydrae est vraiment spéciale. C’est le disque protoplanétaire le plus proche de la Terre connu et il ressemble très probablement de très près au Système Solaire quand il n’avait que 10 millions d’années, » ajoute David Wilner un des co-auteur également du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.

De précédentes observations d’ALMA d’un autre système, HI Tauri, montre que même de plus jeunes disques protoplanétaires — simplement âgés d’un million d’années » — peuvent montrer des signatures similaires de formation planétaire. En étudiant le plus vieux disque de TW Hydrae, les astronomes espèrent mieux comprendre l’évolution de notre propre planète et partir à la recherche de systèmes similaires à travers la Voie Lactée.

Les astronomes souhaitent maintenant découvrir dans quelles mesures ces types de structures sont habituels dans les disques autour de jeunes étoiles et comment elles peuvent évoluer en fonction du temps et de l’environnement.

Notes

[1] La résolution angulaire de l’image de HL Tauri était similaire à ces nouvelles observations, mais comme TW Hydrae est beaucoup plus proche  de la Terre, des détails plus précis ont pu être observé

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans un article "Ringed Substructure and a Gap at 1 AU in the Nearest Protoplanetary Disk", par S.M. Andrews et al., publiée dans Astrophysical Journal Letters.

L’équipe est composée de Sean M. Andrews (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), David J. Wilner (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA) , Zhaohuan Zhu (Princeton University, Princeton, New Jersey, USA), Tilman Birnstiel (Max-Planck-Institut für Astronomie, Heidelberg, Allemagne), John M. Carpenter (Joint ALMA Observatory, Santiago, Chili), Laura M. Peréz (Max-Planck-Institut für Radioastronomie, Bonn, Allemagne), Xue-Ning Bai (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), Karin I. Öberg (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA), A. Meredith Hughes (Wesleyan University, Van Vleck Observatory, Middletown, USA), Andrea Isella (Rice University, Houston, Texas, USA) et Luca Ricci (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Massachusetts, USA).

Le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l'Atacama (ALMA), une installation astronomique internationale, est le fruit d'un partenariat entre l'ESO, la U.S. National Science Foundation (NSF) et le National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec le Chili. ALMA est financé par l'Observatoire Européen Austral (ESO) pour le compte de ces Etats membres, la NSF en coopération avec le National Research Council du Canada (NRC), le National Science Council of Tawain (NSC) et le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) in Taiwan et le Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI).

La construction et la gestion d'ALMA sont supervisées par l'ESO pour le compte de ses Etats membres, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO), dirigé par Associated Universities, Inc (AUI) en Amérique du Nord, et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L’Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l’exploitation d’ALMA.

L'ESO est la première organisation intergouvernementale pour l'astronomie en Europe et l'observatoire astronomique le plus productif au monde. L'ESO est soutenu par 15 pays : l'Allemagne, l'Autriche, la Belgique, le Brésil, le Danemark, l'Espagne, la Finlande, la France, l'Italie, les Pays-Bas, le Portugal, la République Tchèque, le Royaume-Uni, la Suède et la Suisse. L'ESO conduit d'ambitieux programmes pour la conception, la construction et la gestion de puissants équipements pour l'astronomie au sol qui permettent aux astronomes de faire d'importantes découvertes scientifiques. L'ESO joue également un rôle de leader dans la promotion et l'organisation de la coopération dans le domaine de la recherche en astronomie. L'ESO gère trois sites d'observation uniques, de classe internationale, au Chili : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le VLT « Very Large Telescope », l'observatoire astronomique observant dans le visible le plus avancé au monde et deux télescopes dédiés aux grands sondages. VISTA fonctionne dans l'infrarouge. C'est le plus grand télescope pour les grands sondages. Et, le VLT Survey Telescope (VST) est le plus grand télescope conçu exclusivement pour sonder le ciel dans la lumière visible. L'ESO est le partenaire européen d'ALMA, un télescope astronomique révolutionnaire. ALMA est le plus grand projet astronomique en cours de réalisation. L'ESO est actuellement en train de programmer la réalisation d'un télescope européen géant (E-ELT pour European Extremely Large Telescope) de la classe des 39 mètres qui observera dans le visible et le proche infrarouge. L'E-ELT sera « l'œil le plus grand au monde tourné vers le ciel.

Liens

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