Les chercheurs ont découvert des quantités importantes de vapeur d’eau dans le disque autour de la jeune étoile HL Tauri, suggérant la présence d’eau là où se forment les planètes. Cette percée, rendue possible par le télescope ALMA au Chili, marque la première fois que les astronomes parviennent à quantifier la vapeur d’eau dans un disque frais et stable propice à la formation des planètes. Les résultats pourraient avoir de profondes implications sur notre compréhension de la façon dont se forment les planètes, en particulier celles capables d’héberger la vie. (Concept de l’artiste.) Crédit : Issues.fr.com
Les chercheurs ont découvert de la vapeur d’eau dans le disque autour d’une jeune étoile, exactement à l’endroit où des planètes pourraient se former.
L’eau est un ingrédient clé de la vie sur Terre et on pense également qu’elle joue un rôle important dans la formation des planètes. Pourtant, jusqu’à présent, les astronomes n’ont jamais été en mesure de cartographier la façon dont l’eau est distribuée dans un disque stable et froid – le type de disque qui offre les conditions les plus favorables à la formation de planètes autour des étoiles.
Percée dans l’observation astronomique
Pour la première fois, des astronomes ont mesuré la quantité de vapeur d’eau autour d’une étoile typique en formation de planète.
Les nouvelles découvertes ont été rendues possibles grâce au réseau Atacama Large Millimeter/submillimeter (ALMA) — une collection de télescopes dans le désert chilien d’Atacama. Le Centre d’astrophysique Jodrell Bank de l’Université de Manchester héberge le nœud du centre régional UK ALMA (UK ARC) qui soutient les astronomes britanniques utilisant ALMA.
Le Dr Anita Richards, chercheuse principale invitée à l’Université de Manchester et auparavant membre du UK ARC, a joué un rôle clé dans le groupe vérifiant le fonctionnement du système de réception « Bande 5 », ce qui était essentiel pour qu’ALMA puisse produire le détail image de l’eau.
Le Dr Richards a déclaré : « Mesurer directement la quantité de vapeur d’eau là où les planètes se forment nous rapproche de la compréhension de la facilité avec laquelle il pourrait être de créer des mondes avec des océans – quelle quantité d’eau est attachée aux roches agglomérées, ou est-elle principalement ajoutée. plus tard sur une planète presque entièrement formée ? Ce type d’observation nécessite les conditions les plus sèches possibles et ne peut être réalisé avec autant de détails qu’en utilisant le réseau ALMA au Chili.
Les astronomes ont découvert de la vapeur d’eau dans un disque autour d’une jeune étoile, exactement à l’endroit où des planètes pourraient se former. Sur cette image, les nouvelles observations du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), dont l’ESO est partenaire, montrent la vapeur d’eau dans des tons de bleu. Près du centre du disque, là où vit la jeune étoile, l’environnement est plus chaud et le gaz plus brillant. Les anneaux de couleur rouge sont des observations antérieures d’ALMA montrant la répartition de la poussière autour de l’étoile. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/S. Facchini et coll.
Résultats du système stellaire HL Tauri
Les observations, publiées dans la revue Astronomie naturellerévèlent au moins trois fois plus d’eau que dans tous les océans terrestres 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.
Implications pour la formation des planètes
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. Des espaces radiaux sont creusés dans des disques riches en gaz et en poussière par les jeunes corps ressemblant à des planètes en orbite au fur et à mesure qu’ils rassemblent de la matière et grandissent. Cela suggère que cette vapeur d’eau pourrait affecter la composition chimique des planètes qui se forment dans ces régions.
Mais observer l’eau avec un télescope au sol n’est pas une mince affaire, car l’abondance de vapeur d’eau dans l’atmosphère terrestre dégrade les signaux astronomiques.
ALMA, exploité par l’Observatoire européen austral (ESO), avec ses partenaires internationaux, se situe à environ 5 000 mètres d’altitude et est construit 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 grains de poussière qui composent un disque sont les graines de la formation des planètes, entrant en collision et s’agglutinant en corps toujours 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 idéal pour la formation des planètes.
Les membres du UK ARC contribuent à une mise à niveau majeure d’ALMA qui, avec la mise en service du télescope extrêmement grand (ELT) de l’ESO au cours de la décennie, fournira des vues encore plus claires de la formation des planètes et du rôle que l’eau y joue. En particulier, METIS, l’imageur et spectrographe ELT dans l’infrarouge moyen, offrira aux astronomes des vues inégalées des régions intérieures des disques de formation des planètes, où se forment des planètes comme la Terre.
