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L'une des étapes qui mènent du Big Bang au Vivant dans l'évolution de l'étoffe de l'univers est incontestablement la formation d'un système planétaire autour d'une étoile. On en connaît les grandes lignes mais il nous reste beaucoup à apprendre. C'est particulièrement le cas pour ce qui concerne les processus se déroulant lors de l'effondrementeffondrement d'un globule de Bok donnant naissance à une protoétoile et surtout ceux du passage du disque de poussières l'entourant aux planétésimaux qui donneront par accrétion des planètes.
Le disque de gaz et de poussières primitif lui-même, encore appelé disque protoplanétairedisque protoplanétaire (ou proplyd en anglais), ne dure que quelques millions d'années avant d'être remplacé par le disque de débris causés par ce processus d'accrétion. On avait déjà observé ou détecté des planètes en formation dans un disque de débris. L'un des exemples les plus connus est celui de Bêta Pictoris b. Mais c'est la première fois que l'on observe ce qui pourrait bien être une planète en formation dans un disque protoplanétaire.
L’étoile T Chamaeleontis (T Cha) dans la constellation du Caméléon. Elle est très jeune, environ 7 millions d'années ce qui fait que son disque protoplanétaire ne s'est pas encore dissipé, ce qu'il ne va pas tarder à faire. © Davide De Martin
Naine brune ou exoplanète ?
La prudence s'impose tout de même. Si l'objet creusant un sillon dans le disque protoplanétaire entourant l'étoile TT Chamaeleontis (T Cha) située à 330 années-lumièreannées-lumière de la Terre n'est pas une étoile ordinaire, il pourrait bien être une naine brune. Toujours est-il que les instruments AMBER et NACO équipant le VLT (Very Large TelescopeVery Large Telescope) de l'ESOESO montrent bel est bien qu'un gros corps céleste a fait le ménage autour de lui en accrétant du gaz et de la poussière, ce qui a séparé en deux anneaux concentriques le disque de T Cha.
Une vue d'artiste d'un survol du disque protoplanétaire de T Chat avec l'objet creusant un sillon dans ce disque. © ESO/L. Calçada/djxatlanta, YouTube
La découverte s'est d'abord faite en utilisant le VLT en mode interférométrique. le VLTI, comme on l'appelle alors, combine la lumière des quatre télescopestélescopes de 8,2 mètres du VLT pour créer un « télescope virtuel » de 130 mètres de diamètre. Il a fallu obtenir un tel instrument pour pouvoir observer T Chat avec toute la résolutionrésolution suffisante et ainsi pour pénétrer, grâce à AMBER, à l'intérieur du disque protoplanétaire.
Les astronomesastronomes ont pu constater tout d'abord qu'il y avait un disque formant un anneau étroit de poussières à seulement 20 millions de kilomètres de l'étoile et ensuite qu'au-delà de ce disque intérieur s'étendait une région dépourvue de poussière jusqu'à environ 1,1 milliard de kilomètres de l'étoile, laissant ensuite la place au reste du disque protoplanétaire. Selon toute probabilité, il devait donc y avoir un corps céleste ayant causé cette discontinuité dans le disque en accrétant gaz et poussières.
Cela a été confirmé en utilisant finalement l'instrument NACO du VLT, révélant la présence d'un tel corps à 1 milliard de kilomètres de T Chamaeleontis. Reste à savoir s'il s'agit d'une naine brunenaine brune ou d'une géante gazeusegéante gazeuse. On n'est cependant pas en présence d'une étoile binairebinaire car le compagnon de T Chat est trop froid pour cela.
