Une étude dirigée par Paolo Padoan, professeur de recherche ICREA à l'Institut des sciences cosmos de l'Université de Barcelone (ICCUB), remet en question la compréhension de la formation de disques planétaires autour des jeunes stars.
L'article, publié dans Astronomie naturellerévèle que l'environnement joue un rôle crucial dans la détermination de la taille et de la durée de vie de ces disques planétaires, qui sont les sites de formation de la planète.
Lorsqu'une étoile se forme, elle est entourée d'un disque de gaz et de poussière. Au fil du temps, ce matériel forme finalement les planètes. Traditionnellement, les scientifiques pensaient qu'une fois qu'un disque se forme, il perd simplement trop avec le temps car il nourrit l'étoile et les planètes en croissance.
Cependant, l'étude du professeur Padoan introduit une nouvelle perspective qui montre que les jeunes stars gagnent en fait trop dans leur environnement grâce à un processus connu sous le nom d'accrétion de bond-hoyle. Ce processus aide à réintégrer le disque, le rendant plus grand et plus durable qu'on ne le pensait auparavant.
« Les stars naissent en groupes ou en grappes dans de grands nuages de gaz et peuvent rester dans cet environnement pendant plusieurs millions d'années après leur naissance », explique Padoan, premier auteur de l'étude et actuellement en congé au Dartmouth College (États-Unis).
« Après une forme d'étoile, sa gravité peut capturer plus de matériau du nuage de gaz parental, ce qui n'est pas suffisant pour changer considérablement la masse de l'étoile mais suffisamment pour restructurer son disque.
« Pour comprendre ce que la masse peut attirer une étoile avec cette accrétion de Bondi-Hoyle, et le spin et la taille du disque induit par le nouveau matériau, certaines propriétés fondamentales du mouvement chaotique du gaz interstellaire, connu sous le nom de turbulence, devraient être modélisées et comprises. »
L'étude démontre que l'accrétion de Bondi-Hoyle peut fournir non seulement la masse mais aussi le moment angulaire nécessaire pour expliquer les tailles observées des disques protoplanétaires. Cette compréhension révisée de la formation et de l'évolution du disque résout des écarts d'observation de longue date et force des révisions substantielles aux modèles actuels de formation de disque et de planète.
L'équipe du professeur Padoan a utilisé des simulations informatiques avancées et une modélisation analytique pour expliquer la taille des disques protoplanétaires mesurés par Alma, le radiotélescope le plus puissant du monde. La combinaison de modèles théoriques et de données empiriques a fourni un cadre solide pour comprendre les interactions complexes entre les jeunes étoiles et leurs environnements.
« La comparaison des données observables des simulations avec des observations réelles est crucial pour valider les simulations », explique Veli-Matti Pelkonen, chercheur de l'équipe et membre de l'équipe.
« Cependant, les simulations nous permettent d'aller au-delà des observables à la densité sous-jacente, à la vitesse et aux structures de champs magnétiques, et de les suivre dans le temps. Dans cette étude, en utilisant des données de simulation, nous avons pu montrer que l'accrétion de Bondi-Hoyle joue un rôle important dans la formation d'étoiles tardifs en augmentant la vie et la réserve de masse de disques protoplanétaires. »
« Avec l'augmentation de la puissance de calcul des superordinateurs, nous serons en mesure de modéliser des processus physiques encore plus complexes dans les simulations, augmentant encore la fidélité des simulations », poursuit Pelkonen.
« Combiné avec les télescopes nouveaux et puissants (comme le télescope spatial James Webb et Alma, faisant des observations inégalées des étoiles nouvellement formées), ces avancées continueront d'augmenter notre compréhension de la formation des étoiles. »
Les implications de cette étude s'étendent au-delà de la formation d'étoiles et de planètes. Comprendre le rôle de l'environnement dans la formation de disque pourrait également faire la lumière sur les conditions nécessaires à la formation de planètes habitables. Cela pourrait avoir des implications profondes pour la recherche de la vie au-delà de notre système solaire.
