Ancienne impression artistique de GQ Lupi B (devant à gauche) et de l’étoile principale GQ Lupi (à droite). Crédit : Devon1980, Wikimedia
Une équipe internationale d’astronomes dirigée par des scientifiques de l’Université de Leyde a pour la première fois caractérisé un disque de poussière entourant un jeune super-Jupiter, qui est soit une planète géante, soit une naine brune. Ils ont utilisé des observations dites d’imagerie directe aux longueurs d’onde de l’infrarouge moyen. Ils ont détecté une émission du disque et spéculent que des lunes pourraient s’être formées. Les chercheurs publieront leurs découvertes dans Le journal astronomique.
Les astronomes s’attendaient à ce que les jeunes géantes gazeuses et les naines brunes soient entourées d’un disque de poussière pouvant former des lunes, semblable à la formation de planètes dans un disque autour d’une jeune étoile. Il existe, par exemple, des preuves d’une système d’anneau géant cela a été découvert dans les variations de luminosité d’une étoile lorsque les anneaux passaient devant. Maintenant, pour la première fois, des chercheurs ont examiné en détail le rayonnement thermique d’un disque de gaz et de poussière autour d’un super-Jupiter massif.
500 années-lumière de la Terre
Il s’agit de la planète géante ou naine brune appelée GQ Lupi B. L’objet est situé dans la constellation australe du Lupus à environ 500 années-lumière de la Terre. GQ Lupi B est beaucoup plus lourd que Jupiter et a une orbite plus de 20 fois plus large autour de son étoile principale que Jupiter autour de notre soleil.
L’origine de ce type d’objets est un mystère. Il n’est pas clair si GQ Lupi B s’est formé via une route semblable à une planète ou à une étoile. GQ Lupi B a été découvert en 2004 lorsqu’une photographie très contrastée de l’étoile GQ Lupi a été prise. Depuis lors, des astronomes du monde entier ont étudié l’atmosphère et le mouvement orbital de ce super-Jupiter.
Très grand télescope
Dans l’étude récente, les astronomes ont utilisé les instruments NACO et MUSE. Ceux-ci sont liés à la Très grand télescope de l’Observatoire européen austral au Chili. À l’aide de la caméra infrarouge NACO, les astronomes ont observé la lumière infrarouge provenant du disque de poussière. À partir de là, ils ont déterminé que le disque est beaucoup plus froid que l’atmosphère chaude de GQ Lupi B. Les chercheurs suggèrent que la basse température indique une cavité centrale dans le disque. Ils soupçonnent que la poussière a pu être emportée ici par la formation de lunes. Mais il se pourrait aussi que le disque soit influencé par un champ magnétique de GQ Lupi B.
À l’aide de MUSE, un spectrographe très stable opérant dans la partie visuelle du spectre lumineux, les chercheurs ont mesuré le rayonnement dit H-alpha. Cela indique que GQ Lupi B est toujours en croissance, grâce à l’alimentation en gaz de son propre disque et peut-être aussi du disque de l’étoile autour de laquelle ce super-Jupiter orbite.
À l’avenir, les chercheurs espèrent examiner plus en détail le disque de GQ Lupi B. “Les Télescope spatial James Webb sera bientôt lancé et offre des opportunités passionnantes », déclare le responsable de la recherche Tomas Stolker (Université de Leiden, Pays-Bas). « Webb peut prendre des spectres dans les longueurs d’onde de l’infrarouge moyen. C’est très difficile depuis la Terre. Ce faisant, nous pourrions en apprendre beaucoup plus sur les processus physiques et chimiques dans le disque de GQ Lupi B qui pourraient permettre la formation de lunes.
Planète géante ou naine brune ?
Avec la découverte de nouvelles exoplanètes, il n’est pas toujours clair si l’objet est une planète ou une naine brune. Ceci est particulièrement difficile à déterminer pour les objets directement observés tels que GQ Lupi B car leurs masses sont souvent incertaines. C’est pourquoi les chercheurs ont tendance à garder l’esprit ouvert et à parler de « planète géante ou naine brune » dans le même souffle. Et c’est pourquoi le B dans GQ Lupi B s’écrit tantôt avec une majuscule (car c’est une naine brune) et tantôt avec une minuscule (car c’est une planète).
Article scientifique
Caractérisation du disque protolunaire du compagnon d’accrétion GQ Lupi B. Par : Tomas Stolker, Sebastiaan Y. Haffert, Aurora Y. Kesseli, Rob G. van Holstein, Yuhiko Aoyama, Jarle Brinchmann, Gabriele Cugno, Julien H. Girard, Gabriel-Dominique Marleau, Michael R. Meyer, Julien Milli, Sascha P. Quanz, Ignas AG Snellen & Kamen O. Todorov. Accepté pour publication dans Le journal astronomique.
Référence : « Caracterizing the protolunar disk of the accreting compagnon GQ Lupi B » par Tomas Stolker, Sebastiaan Y. Haffert, Aurora Y. Kesseli, Rob G. van Holstein, Yuhiko Aoyama, Jarle Brinchmann, Gabriele Cugno, Julien H. Girard, Gabriel -Dominique Marleau, Gabriele Cugno, Michael R. Meyer, Julien Milli, Sascha P. Quanz, Ignas AG Snellen et Kamen O. Todorov, acceptés, Le journal astronomique.
arXiv : 2110.04307
