TW Hydrae : une Terre en formation à 180 années-lumière d’ici ?

A quelque 180 années-lumière de la Terre, une petite planète est en train de naître. Une équipe de chercheurs a pu observer la formation de ce « bébé planète » grâce au téléscope Alma, le plus puissant actuellement. Comme pour une échographie, les premières images du bébé ne laissent pas deviner grand-chose mais les astronomes ont pu observer une division sombre dans le disque de gaz et de poussières qui entoure l’étoile TW Hydrae.

La scène se déroule à 180 années-lumière de chez nous, dans la constellation de l’Hydre. Là-bas, brille une étoile, TW Hydrae. Cette étoile de type solaire est, à l’échelle astronomique, extrêmement jeune : elle est née voici moins de dix millions d’années, et, autour d’elle, tourne un immense disque de gaz et de poussières, découvert par les astronomes il y a une vingtaine d’années, et observé depuis par tous les grands télescopes du monde. Dans ce disque, supposent les astronomes, des planètes doivent se former. En effet, il est composé en partie de grains de matière de taille centimétrique, preuve que le processus d’accrétion, un effet boule de neige, en quelque sorte, est en œuvre, et commence à former des objets de plus en plus grands, qui finiront par donner naissance à des astéroïdes, des comètes, puis des planètes. Autre preuve indirecte de la présence de planètes en formation, voire de planètes déjà formées mais pas encore découvertes : des sillons sombres dans ce disque lumineux, sillons interprétés comme des zones où la matière du disque a déjà été balayée et en partie absorbée par des planètes.

Le disque de TW Hydrae vient d’être observé par le plus puissant télescope actuel, Alma. Ce réseau de 66 antennes installé dans la cordillère des Andes chiliennes offre aux astronomes des images plus précises que celles de Hubble dans l’espace ou des télescopes optiques géants sur Terre, tels les Subaru, Keck, Gemini et autres Very Large Telescope, mais dans des longueurs d’onde où les disques de poussières qui entourent les jeunes étoiles sont particulièrement brillants : le domaine submillimétrique.

TW Hydrae naissance planète

Le disque de poussières qui entoure la jeune étoile TW Hydrae révèle des sillons sombres sur cette image prise par l’interféromètre Alma. Dans ces sillons naissent probablement des planètes… (Source : ESO/NRAO/NAOJ)

Pour observer en détail le disque de TW Hydrae, les astronomes ont utilisé 36 des 66 antennes d’Alma, lesquelles étaient parfois éloignées de 14 kilomètres : c’est la configuration qui offre la résolution maximale de l’instrument…

Et les chercheurs n’ont pas été déçus. L’image de TW Hydrae obtenue à 870 micromètres de longueur d’onde (l’œil humain est sensible à environ 0,5 micromètre) est d’une netteté totalement inédite ! Les astronomes disent que sa résolution (sa finesse de détails) atteint 0,02 seconde d’arc, ce qui est environ deux fois plus précis que Hubble dans l’espace, et ce qui correspond aux meilleures images obtenues avec une optique adaptative par le Very Large Telescope. Mais ce qui rend l’image de Alma unique, bien sûr, c’est la longueur d’onde à laquelle elle a été prise. Dans le domaine submillimétrique, les étoiles ne rayonnent pratiquement pas, ce qui permet aux astronomes d’observer en détail leur environnement : ici le disque où naissent des planètes…

Et l’équipe internationale de Sean Andrews a fait une belle découverte : tout près de l’étoile TW Hydrae, le disque montre une division sombre, il y a là probablement une planète, ou une planète en formation. Cette division se trouve à 150 millions de kilomètres environ de l’étoile : c’est la distance de la Terre au Soleil… Deux autres divisions sombres dans le disque, à trois et six milliards de kilomètres, indiquent la possible existence de planètes naissantes à des distances correspondant dans notre propre système solaire aux distances de Uranus et Pluton.

Une autre Terre est-elle en train de naître autour de la jeune étoile TW Hydrae ? Pour s’en assurer, les chercheurs devront attendre un peu : Alma est ici aux limites de ses possibilités instrumentales, son extension maximale de 14 kilomètres étant atteinte. Pour en savoir plus, nous devrons attendre la mise en service du télescope infrarouge spatial JWST en 2018, ou du télescope géant européen E ELT en 2024…

Source : Science et vie

Vous pouvez consulter, sur le site d’Archipel des Sciences, l’exposition « Initiation à l’astronomie« , ainsi que la page Astronomie/Physique.

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