La façon dont les planètes se forment, ou si elles se forment tout court, peut dépendre de la masse de leur étoile.
C’est la principale conclusion d’une nouvelle recherche présentée mercredi à la 240e réunion de l’American Astronomical Society, où les chercheurs ont orienté le télescope Gemini au Chili sur 44 étoiles jeunes et massives, dont la plupart étaient au centre de disques tourbillonnants de poussière et de gaz. On sait que des planètes se forment à partir de ces disques protoplanétaires autour des jeunes étoiles. .
Mais les nouvelles découvertes suggèrent que la forme et le comportement des disques protoplanétaires dépendent fortement de la taille de l’étoile en leur centre. Pour les étoiles à peine plus massives que notre Soleil, les disques se brisent en anneaux poussiéreux, alors que les disques des étoiles plus massives ne sont pas annelés.
“Les systèmes présentant de petits anneaux de grains de poussière ne se trouvent qu’autour d’étoiles dont la masse est inférieure à trois fois celle du Soleil”, a déclaré dans un communiqué Evan Rich, chercheur postdoctoral en astronomie à l’Université du Michigan et auteur principal de la nouvelle étude. “C’est important car on pense que les planètes en formation créent la structure annulaire, et nos résultats suggèrent que le processus de formation des planètes pourrait être différent pour les étoiles dont la masse est supérieure à trois fois celle du Soleil.”
L’étude, appelée Gemini-Large Imaging with GPI Herbig/T-Tauri Survey, ou Gemini Lights, a observé 44 étoiles cibles de deux classes différentes, des étoiles T-Tauri et des étoiles Herbig Ae/Be.
Les étoiles T-Tauri sont des étoiles variables, c’est-à-dire que leur luminosité varie vue de la Terre, qui ont moins de 10 millions d’années et trois fois la masse de notre Soleil ou moins. Les étoiles Herbig Ae/Be sont également plus jeunes que 10 millions d’années, mais possèdent des signatures chimiques différentes dans leur lumière que les étoiles T-Tauri, et peuvent être de deux à huit fois plus massives que le Soleil.
L’étude a révélé que 80% des étoiles étudiées possédaient des disques protoplanétaires, mais que seulement neuf d’entre elles avaient des disques annulaires. Quatre des étoiles ciblées avaient des disques structurés en bras de spirale, quatre étaient de grands disques de forme irrégulière et 12 étaient indéterminées en raison des limitations des observations. Un disque continu, sans espace ni trou au centre, a été observé autour de 11 étoiles cibles, et il y avait un certain chevauchement entre les types, avec l’un des disques à bras spiraux également qualifié de disque continu.
L’étude a également découvert une nouvelle exoplanète candidate autour de V1295 Aquilae, une étoile située à environ 278 années-lumière de la Terre dans la constellation de l’Aquila, et une nouvelle étoile naine brune candidate.
Certaines théories de la formation planétaire soutiennent que les planètes en formation sont responsables des lacunes dans les disques protoplanétaires autour de certaines étoiles, ce qui génère les anneaux, et que la masse d’une planète nécessaire pour ouvrir une brèche et créer un anneau est proportionnelle à la masse de son étoile, le Dr Rich et ses co-auteurs écrivent dans une préimpression de leur étude publiée sur le serveur Arxiv. Leurs résultats semblent correspondre à cette hypothèse, mais ils préviennent que l’association entre les étoiles de plus petite masse et les disques alignés pourrait être due au fait qu’il est plus difficile d’imager les étoiles de plus grande taille.
“La détectabilité des anneaux autour de systèmes plus massifs est compliquée car les étoiles centrales sont également plus lumineuses, ce qui augmente la luminosité du disque extérieur”, écrivent les chercheurs. “Les travaux futurs doivent vérifier ces résultats et rechercher des systèmes massifs qui hébergent des structures annulaires et des structures évasées.”
