Des chercheurs de l'UC Santa Barbara, de l'Université du Texas à Austin, de l'Université de Yale et de l'Université nationale normale de Taïwan ont constaté qu'un bon nombre d'étoiles en forme de soleil émergent avec leur axe de rotation incliné par rapport à leurs disques protoplanétaires, les nuages de gaz et de poussière à partir desquels les systèmes solaires naissent.
« Toutes les jeunes stars ont ces disques, mais nous en savons peu sur leurs orientations en ce qui concerne l'axe de spin des stars de l'hôte », a déclaré Brendan Bowler, professeur de physique associée de l'UCSB, qui étudie comment les planètes se forment et évoluent à travers leurs orbites et atmosphères, et est auteur principal d'une étude dans la revue dans la revue Nature. Sur la base de l'alignement général de l'axe de rotation de notre propre Soleil avec ceux des planètes de notre système solaire, l'hypothèse était que les étoiles et leurs disques de formation de planète émergent et tournent dans ou très près de l'alignement, a-t-il expliqué.
« Ce travail remet en question ces hypothèses sévères », a déclaré Bowler.
Depuis que les exoplanètes – des plans qui orbitent d'autres étoiles – ont été découvertes au début des années 1990, la variété des orientations de spin des étoiles hôtes relatives aux orbites des planètes les plus proches d'eux avait des astrophysiciens se grattant la tête.
« Il est très surprenant que certaines planètes étaient sur des orbites extrêmement inclinées par rapport à l'axe de spin de l'étoile hôte », a déclaré Lauren Biddle, chercheuse postdoctorale à UT Austin et auteur principal de l'étude. Depuis lors, il y a eu des efforts pour expliquer la dynamique qui pourrait conduire à cette architecture de système planétaire.
« Une idée est qu'après la formation des planètes, les interactions gravitationnelles avec une étoile qui passait ou peut-être une étoile complémentaire pourraient incliner l'orbite de la planète par rapport à l'étoile hôte », a déclaré Biddle. « Ou peut-être qu'après les planètes, une forme particulièrement massive sur le bord extérieur du système pourrait interagir gravitationnellement avec des planètes plus près de l'étoile. »
L'idée principale a été que les systèmes planétaires et leurs soleils commencent à aligner la vie, mais par des interactions sur des milliards d'années, les systèmes peuvent devenir mal alignés, a-t-elle déclaré. « Mais il y avait aussi cette question de savoir si ces orbites étaient héritées de leur processus de formation. »
Pour le découvrir, les chercheurs ont pris des données du grand réseau d'Atacama Millimètre / submillimitmeter (ALMA), du satellite d'enquête en transit (TESS) et de la mission Kepler (K2) pour mesurer les inclinations stellaires et désoplantes et à obtenir des disques de disque étoilé pour un échantillon de 49 jeunes étoiles isolées et de leurs disques de formation de planet.
Le résultat de leur enquête? Environ les deux tiers des étoiles et des disques protoplanétaires se sont révélés être alignés, tandis qu'un tiers d'entre eux ont été mal alignés. Le nombre modeste d'orientations du disque stellaire et de planète mal alignées indique un modèle plus élégant d'origine du système planétaire inclinable: certains sont nés de cette façon.
« Cela change notre interprétation », a-t-il poursuivi. « Cela signifie que nous n'avons pas besoin d'une tonne de dynamiques et d'interactions post-formation et d'événements de diffusion de planète. »
Certes, il y a des soleils et des systèmes planétaires qui subissent des interactions importantes, et ne peuvent être expliquées que par une dynamique complexe, selon le bowler. Et, a-t-il ajouté, étudier d'autres étoiles et leurs systèmes solaires donne un contexte à notre propre désalignement à six degrés entre notre propre Soleil et notre système solaire.
« Si nous considérons la science comme une sorte de rasoir d'Occam où le modèle le moins complexe finit par gagner, étant donné les données, c'est un bel exemple du soleil qui s'intègre simplement dans cette distribution d'obliquité stellaire primordiale », a déclaré Bowler.
Les travaux futurs dans ce domaine peuvent inclure des investigations plus approfondies sur la façon dont ces étoiles semblables à un soleil et leurs disques protoplanétaires créent ces orientations inclinées au cours des premiers stades de la formation du système solaire.
« Maintenant, nous savons qu'au moins un tiers d'entre eux sont inclinés », a déclaré Bowler, mais pourquoi c'est le cas reste sans réponse.
