Le télescope spatial de la NASA / ESA / CSA James Webb a fourni les premières mesures directes des propriétés chimiques et physiques d'un disque potentiel formant la lune entourant une grande exoplanet. Le disque riche en carbone entourant le monde appelé CT CHA B, qui est situé à 625 années-lumière loin de la Terre, est un chantier de construction possible pour les lunes, bien qu'aucune lueur ne soit détectée dans les données Webb.
Notre système solaire contient huit planètes grandes et plus de 400 lunes connues en orbite autour de six de ces planètes. D'où viennent-ils tous? Il existe plusieurs mécanismes de formation. Le cas des grandes lunes, comme les quatre satellites galiléens autour de Jupiter, est qu'ils ont condensé un disque de poussière et de gaz entourant la planète lorsqu'il s'est formé. Mais cela se serait produit il y a plus de 4 milliards d'années, et il y a peu de preuves médico-légales aujourd'hui.
Webb a maintenant fourni la première vue directe du matériel dans un disque autour d'une grande exoplanet. Une équipe internationale d'astronomes a découvert un disque riche en carbone entourant le monde appelé CT Cha B, qui est situé à 625 années-lumière de la Terre.
La jeune étoile The Planet Orbits n'a que 2 millions d'années et accumule toujours du matériel circonsellaire. Cependant, le disque circonétaire découvert par Webb ne fait pas partie du plus grand disque d'accrétion autour de l'étoile centrale. Les deux objets sont séparés de 74 milliards de kilomètres.
L'observation de la formation de la planète et de la lune est fondamentale pour comprendre l'évolution des systèmes planétaires à travers notre galaxie. Les lunes sont probablement plus nombreuses que les planètes, et certains pourraient être des habitats à vie tels que nous le connaissons. Mais nous entrons maintenant à une époque où nous pouvons assister à leur formation.
Cette découverte favorise une meilleure compréhension de la formation de la planète et de la lune, disent les chercheurs. Les données de Webb sont inestimables pour faire des comparaisons avec la naissance de notre système solaire il y a plus de 4 milliards d'années.
« Nous pouvons voir des preuves du disque autour du compagnon, et nous pouvons étudier la chimie pour la première fois. Nous ne sommes pas seulement assistés à la formation de la lune – nous assistons également à la formation de cette planète », a déclaré la co-auteur Sierra Grant de la Carnegie Institution for Science à Washington, DC, États-Unis Sierra
« Nous voyons quel matériel accréte pour construire la planète et les lunes », a ajouté l'auteur principal principal Gabriele Cugno de l'Université de Zurich en Suisse et membre du National Center of Compentence in Research Planets. L'étude est publiée dans Les lettres de journal astrrophysique.
Disséquer la lumière des étoiles
Les observations infrarouges de CT CHA B ont été faites avec le Miri de Webb (instrument médian infrarouge) en utilisant son spectrographe de résolution moyenne. Un premier aperçu des données d'archives de Webb a révélé des signes de molécules dans le disque circonétaire, ce qui a motivé une plongée plus profonde dans les données. Parce que le faible signal de la planète est enterré dans l'éblouissement de l'étoile hôte, les chercheurs ont dû démêler la lumière de l'étoile de la planète en utilisant des méthodes à contraste élevé.
« Nous avons vu des molécules à l'emplacement de la planète, et nous savions donc qu'il y avait des trucs là-bas qui valaient la peine de creuser et de passer un an à essayer de démêler les données. Cela a vraiment pris beaucoup de persévérance », a déclaré Grant.
En fin de compte, l'équipe a découvert sept molécules de carbone dans le disque de la planète, y compris de l'acétylène (C2H2) et le benzène (c6H6). Cette chimie riche en carbone contraste fortement avec la chimie observée dans le disque autour de l'étoile de l'hôte, où les chercheurs ont trouvé de l'eau mais pas de carbone. La différence entre les deux disques offre des preuves de leur évolution chimique rapide sur seulement 2 millions d'années.
Genèse des lunes
Un disque de débris circonétaire a longtemps été supposé comme lieu de naissance des quatre principales lunes de Jupiter. Ces satellites galiléens doivent avoir condensé un disque aussi aplati il y a des milliards d'années, comme en témoignent leurs orbites co-planes autour de Jupiter. Les deux lunes galiléennes les plus à l'extérieur, Ganymede et Callisto, sont à 50% de glace d'eau. Mais ils ont vraisemblablement des noyaux rocheux, peut-être en carbone ou en silicium.
« Nous voulons en savoir plus sur la façon dont notre système solaire a formé des lunes. « Comment ces lunes sont-elles en train de devenir? Quels sont les ingrédients? Quels processus physiques sont en jeu, et sur quels délais? Webb nous permet d'assister au drame de la formation de la lune et d'enquêter sur ces questions observationnellement pour la première fois. »
Au cours de l'année à venir, l'équipe utilisera Webb pour effectuer une enquête complète sur des objets similaires pour mieux comprendre la diversité des propriétés physiques et chimiques dans les disques des jeunes planètes.
