AU Microscopii est une petite étoile naine rouge à environ 32 années-lumière. Il est beaucoup trop sombre pour l’œil humain sans aide, mais cela ne diminue pas son attrait. L’étoile a au moins deux exoplanètes et héberge un disque de débris circumstellaire.
Elle est également jeune, âgée d’environ 23 millions d’années seulement, et c’est la deuxième étoile pré-séquence principale la plus proche de la Terre. Le JWST a récemment photographié l’étoile et ses environs et a trouvé quelque chose de surprenant.
Ces observations faisaient partie des observations en temps garanti (GTO) du JWST. Un segment du GTO vise à trouver des exoplanètes autour de naines rouges sombres. Il est plus facile de repérer des planètes autour d’étoiles plus faibles car la lumière des étoiles n’aveugle pas les instruments aux faibles baisses de lumière des planètes transitant devant les étoiles. C’est particulièrement important dans ce cas parce que les observateurs recherchaient des planètes sur des orbites très larges, que nos efforts de recherche d’exoplanètes ont eu du mal à localiser.
Le disque de débris entourant AU Microscopii est fait de débris de planétésimaux en collision. C’est dense et difficile à voir, mais les puissants instruments infrarouges du JWST peuvent regarder à l’intérieur de toute cette poussière. C’est un territoire inexploré et montre une fois de plus à quel point le JWST est précieux.
Ces observations font partie d’une nouvelle recherche présentée lors de la 241e réunion de l’American Astronomical Society à Seattle, Washington. L’auteur principal est Kellen Lawson du Goddard Space Flight Center de la NASA. Lawson fait partie d’une équipe développant un nouveau programme pour trouver des planètes sur de larges orbites autour d’étoiles de faible masse, ce qui a été difficile.
« Un disque de débris est continuellement reconstitué par des collisions de planétésimaux. En l’étudiant, nous obtenons une fenêtre unique sur l’histoire dynamique récente de ce système », a déclaré Lawson.
Ce n’est pas seulement le disque mais le système dans son ensemble qui en fait une cible souhaitable pour les observations.
“Ce système est l’un des très rares exemples d’une jeune étoile, avec des exoplanètes connues et un disque de débris suffisamment proche et suffisamment brillant pour être étudié de manière holistique à l’aide des instruments particulièrement puissants de Webb”, a déclaré Josh Schlieder du Goddard Space Flight Center de la NASA, directeur. investigateur du programme d’observation et co-auteur de l’étude.
La NIRCam (Near-Infrared Camera) du JWST a joué le rôle principal dans ce travail. NIRCam possède plusieurs coronographes, des instruments qui masquent la lumière d’une étoile afin que NIRCam puisse mieux imager la région entourant l’étoile. En utilisant un coronographe, NIRCam a pu observer le disque de débris à moins de cinq unités astronomiques de l’étoile, soit à peu près la même distance que Jupiter par rapport au Soleil dans notre système solaire. L’aspect tranchant du disque a facilité les observations.
Dans ce qui devient un refrain familier, le JWST a dépassé les attentes.
TRAITEMENT D’IMAGE : Alyssa Pagan (STScI)
L’image bleue du haut a une longueur d’onde plus courte que l’image rouge du bas, et elle est également plus lumineuse. Cela signifie que le disque contient beaucoup de poussière fine qui peut diffuser plus efficacement des longueurs d’onde de lumière plus courtes. Cela concorde avec d’autres études de l’étoile qui ont montré une pression de rayonnement insuffisante pour chasser la poussière.
« Notre premier examen des données a largement dépassé les attentes. C’était plus détaillé que prévu. Il faisait plus clair que prévu. Nous avons détecté le disque plus près que prévu. Nous espérons qu’en creusant plus profondément, il y aura d’autres surprises que nous n’avions pas prévues », a déclaré Schlieder.
L’équipe a également découvert que le disque contenait des amas de matériaux se déplaçant rapidement. Dans un échange avec Universe Today, l’auteur principal Lawson a parlé de l’importance des touffes. “Les” amas rapides “ont été signalés pour la première fois en 2015 et sont probablement constitués du même matériau que le reste du disque”, a déclaré Lawson. “Ceux-ci semblent être des nuages de poussière accélérés à grande vitesse par un pilote encore inconnu. Une hypothèse privilégiée dans le Boccaletti et al. fonctionne est que quelque chose comme une planète dans le disque pourrait interagir avec le matériau du disque pour produire les amas.
Lawson a également déclaré qu’il n’était au courant d’aucun autre disque avec des amas comme ceux-ci et que leur étude pourrait aider à tester cette hypothèse.
Observer le disque poussiéreux d’AU Microscopii est un exploit, mais ce n’est pas le but premier du travail. L’objectif principal est de rechercher des planètes géantes sur de larges orbites comme les géantes gazeuses et les géantes de glace de notre système solaire. La plupart des exoplanètes que nous avons trouvées sont beaucoup plus proches de leurs étoiles. Ce n’est pas nécessairement parce que notre système solaire est rare et que d’autres n’ont pas de planètes sur de larges orbites. C’est plus probablement à cause du biais de détection dans nos méthodes de chasse aux exoplanètes. Mais la puissance du JWST pourrait modifier cette dynamique.
« C’est la première fois que nous avons vraiment une sensibilité pour observer directement des planètes avec de larges orbites qui sont nettement plus faibles en masse que Jupiter et Saturne. C’est vraiment un nouveau territoire inexploré en termes d’imagerie directe autour des étoiles de faible masse », a expliqué Lawson.
L’article de Lawson et de ses collègues est toujours à l’étude. Mais une fois qu’il sera publié, ce sera un autre exemple du pouvoir du JWST pour répondre aux questions pertinentes en astronomie.
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