Une étude utilisant le télescope spatial James Webb a fourni la première preuve directe que les « vents » ultraviolets provenant d’étoiles massives proches peuvent provoquer une perte de masse rapide dans les disques protoplanétaires des jeunes étoiles par photoévaporation provoquée par le FUV. (Concept de l’artiste.) Crédit : Issues.fr.com
La recherche utilisant le Télescope spatial James Webb met en évidence le pouvoir destructeur des « vents » ultraviolets sur le gaz des disques protoplanétaires entourant les jeunes étoiles, mettant en lumière la dynamique complexe qui limite la formation de géantes gazeuses dans le cosmos.
Les « vents » ultraviolets provenant d’étoiles massives proches éliminent le gaz du disque protoplanétaire d’une jeune étoile, lui faisant perdre rapidement de la masse, selon une nouvelle étude. Il rapporte la première preuve directement observée de photoévaporation d’un disque protoplanétaire provoquée par l’ultraviolet lointain (FUV). Les résultats, qui utilisent les observations du télescope spatial James Web (JWST), fournissent de nouvelles informations sur les contraintes liées à la formation des planètes géantes gazeuses, y compris dans notre propre système solaire.
Aperçu de la formation d’une planète géante gazeuse
Les jeunes étoiles de faible masse sont souvent entourées de disques protoplanétaires de poussière et de gaz à durée de vie relativement courte, qui fournissent les matières premières à partir desquelles se forment les planètes. En tant que telle, la formation de planètes géantes gazeuses est limitée par des processus qui éliminent la masse des disques protoplanétaires, tels que la photoévaporation. La photoévaporation se produit lorsque les couches supérieures des disques protoplanétaires sont chauffées par des protons de rayons X ou ultraviolets, ce qui augmente la température du gaz et le fait s’échapper du système. Étant donné que la plupart des étoiles de faible masse se forment dans des amas contenant également des étoiles massives, les disques protoplanétaires devraient être exposés à un rayonnement externe et subir une photoévaporation provoquée par les ultraviolets.
La région intérieure de la nébuleuse d’Orion vue par l’instrument NIRCam du télescope spatial James Webb. Crédit : NASA, ESA, CSA, Réduction et analyse des données : équipe PDRs4All ERS ; traitement graphique S. Fuenmayor
Preuves observationnelles de JWST et ALMA
Les modèles théoriques prédisent que le rayonnement ultraviolet lointain produit des régions de photodissociation (PDR) – des zones dans lesquelles les photons ultraviolets émis par les étoiles massives proches influencent fortement la chimie des gaz à la surface des disques protoplanétaires. Cependant, l’observation directe de ces processus s’est révélée difficile à réaliser.
À l’aide de mesures dans le proche infrarouge et submillimétriques respectivement du JWST et de l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA), Olivier Berné et ses collègues rapportent des observations d’un disque protoplanétaire irradié par le FUV, d203-506, situé à l’intérieur de la nébuleuse d’Orion. En modélisant la cinématique et l’excitation des raies d’émission détectées dans le PDR, les chercheurs ont découvert que le d203-506 perd de la masse à un rythme élevé en raison du chauffage et de l’ionisation provoqués par le FUV.
Selon les résultats, la vitesse à laquelle cette masse se perd entre d203 et 506 indique que le gaz pourrait être éliminé du disque d’ici un million d’années, supprimant ainsi la capacité des géantes gazeuses à se former au sein du système. « Les études dynamiques et compositionnelles du système solaire indiquent qu’il s’est formé dans un amas stellaire contenant une ou plusieurs étoiles massives et qu’il pourrait donc avoir été affecté par le rayonnement FUV », Berné et coll. écrire.
Pour en savoir plus sur cette découverte :
- Le télescope spatial Webb dévoile les forces invisibles qui sculptent les systèmes planétaires
