Déverrouiller la Recette Cosmique de la Formation des Planètes

Des quantités importantes de vapeur d'eau ont été détectées par les scientifiques dans le disque entourant la jeune étoile HL Tauri, indiquant la présence d'eau dans les zones de formation des planètes. Cette découverte, rendue possible grâce au télescope ALMA au Chili, est la première fois que les astronomes parviennent à mesurer la vapeur d'eau dans un disque frais et stable propice à la formation des planètes. De telles découvertes pourraient considérablement améliorer nos connaissances sur la formation des planètes propices à la vie. (Voir le concept de l'artiste.) Crédit : SciTechDaily.com

Dans un disque autour d’une jeune étoile, les scientifiques ont identifié de la vapeur d’eau exactement à l’endroit où les planètes pourraient être en train de se former.

L'eau, qui est cruciale pour la vie sur Terre et dont on pense qu'elle joue un rôle important dans la formation des planètes, n'a jamais été cartographiée jusqu'à présent dans un disque stable et froid - le type de disque idéal pour former des planètes autour des étoiles.

Pour la première fois, les astronomes ont pu mesurer la quantité de vapeur d'eau à proximité d'une étoile en formation planétaire.

Cette recherche a été rendue possible grâce à l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), un groupe de télescopes situé dans le désert chilien d'Atacama. Le nœud du centre régional UK ALMA (UK ARC), qui fournit un soutien aux astronomes britanniques utilisant ALMA, est hébergé par le Jodrell Bank Center for Astrophysics de l'Université de Manchester.

Le Dr Anita Richards, chercheuse principale invitée à l'Université de Manchester et ancienne membre de l'ARC britannique, a joué un rôle crucial en confirmant que le système de réception « Bande 5 » fonctionnait correctement, ce qui était essentiel pour qu'ALMA puisse générer une image détaillée de l'eau.

Le Dr Richards a commenté : « Mesurer directement la quantité de vapeur d'eau dans les zones où les planètes se forment nous rapproche de la compréhension de la facilité avec laquelle il pourrait être de produire des mondes avec des océans. Ce type d'observation nécessite les conditions les plus sèches possibles et l'ALMA au Chili était le seul capable de produire des informations aussi détaillées.

Dans le disque entourant une jeune étoile, les astronomes ont identifié de la vapeur d’eau exactement là où des planètes pourraient être en train de se former. Une image détaillée de la vapeur d'eau apparaît dans des tons de bleu sur cette photographie de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA). Le gaz est plus brillant au milieu du disque, plus près de la jeune étoile, là où les températures sont plus élevées. Les observations précédentes d'ALMA montrant la répartition de la poussière autour de l'étoile apparaissent sous forme d'anneaux rouges. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et coll.

La recherche, publiée dans la revue Nature Astronomy, révèle trois fois plus d'eau que dans tous les océans de la Terre dans le disque interne de la jeune étoile semblable au Soleil HL Tauri, située à 450 années-lumière de la Terre dans la constellation du Taureau.

Stefano Facchini, astronome à l'Université de Milan, en Italie, qui a dirigé l'étude, a déclaré : « Je n'avais jamais imaginé que nous pourrions capturer une image d'océans de vapeur d'eau dans la même région où une planète est susceptible de se former. »

Le co-auteur Leonardo Testi, astronome à l'Université de Bologne, en Italie, a ajouté : « Il est vraiment remarquable que nous puissions non seulement détecter mais également capturer des images détaillées et résoudre spatialement la vapeur d'eau à une distance de 450 années-lumière de nous. "

Ces observations avec ALMA, qui montrent des détails aussi petits qu'un cheveu humain à un kilomètre de distance, permettent aux astronomes de déterminer la répartition de l'eau dans différentes régions du disque.

Une quantité importante d’eau a été trouvée dans la région où existe une lacune connue dans le disque HL Tauri – un endroit où une planète pourrait potentiellement se former. De jeunes corps semblables à des planètes en orbite et accumulant de la matière creusent des espaces radiaux dans les disques riches en gaz et en poussière, augmentant ainsi leur taille. Cela suggère que cette vapeur d’eau pourrait affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.

Cependant, observer l’eau avec un télescope au sol est une tâche difficile, car l’abondance de vapeur d’eau dans l’atmosphère terrestre dégrade les signaux astronomiques.

ALMA, exploité par l'Observatoire européen austral (ESO) en collaboration avec ses partenaires internationaux, est situé à une altitude d'environ 5 000 mètres dans un environnement élevé et sec spécifiquement pour minimiser cette dégradation, offrant des conditions d'observation exceptionnelles. À ce jour, ALMA est la seule installation capable de cartographier la répartition de l’eau dans un disque froid formant une planète.

Les particules de poussière qui composent un disque sont les points de départ de la formation des planètes, entrant en collision et s’agrégeant en corps de plus en plus grands en orbite autour de l’étoile. Les astronomes pensent que là où il fait suffisamment froid pour que l’eau gèle sur les particules de poussière, les éléments se collent plus efficacement – un endroit parfait pour la formation des planètes.