Des planètes géantes en formation détectées dans leur disque de poussières

A ce jour, 309 planètes extrasolairesplanètes extrasolaires ont été découvertes, et tous ces nouveaux mondes offrent aux astronomesastronomes des caractéristiques étonnamment diversifiées. Cette nouvelle quête du Graal attire les astronomes du monde entier, qui y voient une nouvelle fenêtrefenêtre sur l'Univers et l'étude de la formation de notre propre Système solaire, mais aussi la possibilité de détecter des "exoterres" propices à la vie.

Justement, la recherche de planètes en cours de formation revêt une importance considérable si l'on veut mieux cerner les conditions dans lesquelles notre propre cortège planétaire est né. Et ainsi que l'affirme Klaus Pondoppidan, du Caltech, qui dirige cette expérience, « c'est comme si nous retournions 4,6 milliards d'années en arrière pour assister à la formation des planètes de notre propre Système solaire ».

Pour cela, les astronomes ont mis à profit le CRIRES (Cryogenic high-resolution infrared echelle spectrograph), un spectrographe travaillant dans le proche infrarouge installé sur le foyerfoyer Nasmyth A du premier télescopetélescope du VLTVLT (UT1) de l'ESOESO et qui comprend un dispositif d'optique adaptative destiné à corriger le flou atmosphérique. L'instrument offre une fente (limitant la zone observée) extrêmement étroite, de l'ordre de 0,2 seconde d'arcseconde d'arc, et une excellente résolutionrésolution spectrale.

Trois étoiles pour résumer le Système solaire

Trois étoilesétoiles ont servi de sujets d'études, à savoir SR 21, HD 135344B et TW Hydrae. Toutes trois sont entourées d'un disque de poussières âgé de quelques millions d'années seulement, dans lequel ont été détectées des zones de moindre densité ou même apparemment dégagées. Apparemment seulement, car dans ce cas, le spectrographe révèle la présence de gazgaz diffusdiffus.

Les trois cas examinés sont différents. Les "lacunes" observées autour de SR 21 pourraient s'expliquer par une planète géanteplanète géante en formation tournant à environ 3,5 fois la distance Terre-SoleilSoleil ayant balayé la matièrematière dispersée le long de sa trajectoire, tandis que celle de HD 135344B orbiterait autour de 10 à 20 fois cette même distance. Les irrégularités de TW Hydrae correspondraient à la présence de plusieurs planètes géantes en cours de formation.

Représentation d'un disque stellaire. Crédit : ESO (European Southern Observatory)

Devant ces résultats, Pondoppidan n'hésite pas à conclure que ces systèmes planétaires revêtiront des aspects très différents, comme si « la nature n'aimait pas se répéter », affirme-t-il.

Une performance exceptionnelle

Les disques planétaires observés mesurent environ 100 UAUA de large, soit cent fois la distance Terre-Soleil, et se situent à plus de 200 années-lumièreannées-lumière (une année-lumière vaut environ 200.000 UA). Dans ces conditions, résoudre un détail de l'ordre de 1 UA comme ce qui a été réalisé équivaut à lire une plaque d'immatriculation située à 2.000 km de l'observateur. On saisit dès lors l'ampleur de la difficulté de cette étude, qui grâce à ces travaux a maintenant atteint le stade de la routine.

Alain Smette, un astronome de l'Institut d'AstrophysiqueAstrophysique de Liège (Belgique) détaché à l'ESO, est empli d'espoir : « la configuration particulière de l'instrument et son utilisation avec le dispositif d'optique adaptative du VLT permet aux astronomes d'effectuer des observations très facilement. Par conséquent, l'imagerie spectro-astrométrique avec Crires peut à présent être appliquée par simple habitude ».