Il semble que quelque chose échappe encore aux astronomes concernant la manière dont les planètes se forment. C’est une découverte inattendue qui leur a mis la puce à l’oreille.
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Les enfants, généralement, ressemblent physiquement à, au moins, l'un de leurs parents. C'est la même chose pour les planètes. Elles ressemblent au disque de gaz et de poussières qui les a vues naître. Vraiment ? Une découverte vient aujourd'hui remettre en question cette affirmation. Et même jusqu'au modèle actuellement admis par la communauté des scientifiques de la formation des planètes. Cette découverte, c'est celle réalisée par des astrophysiciensastrophysiciens de l'Université Northwestern (États-Unis) d'une exoplanète dont la composition n'est pas la même que celle de son disque natal.
« Dans l'esprit des astrophysiciens observationnels, le rapport entre les gaz carbone et oxygène dans l'atmosphèreatmosphère d'une planète devrait correspondre au rapport entre les gaz carbone et oxygène dans son disque natal. Puisqu'on suppose que la planète accrète des matériaux par l'intermédiaire des gaz de son disque », explique Chih-Chun « Dino » Hsu, chercheur à l'université Northwestern. « Au lieu de cela, nous avons trouvé une planète avec un rapport carbone/oxygène bien inférieur à celui de son disque. De quoi confirmer les soupçons que certains avaient déjà selon lesquels l'image que nous avons de la formation des planètes est trop simplifiée ».
Une planète en formation, une aubaine pour les astronomes
C'est la première fois que des physiciensphysiciens comparent les informations provenant d'une exoplanète, de son disque natal et de son étoile hôte. Et ils ont pu le faire parce que le système qu'ils ont étudié est encore jeune. Situé à 366 d'années-lumière de notre Terre, le disque autour de l'étoileétoile baptisée PDS 70 a déjà donné naissance à deux planètes géantes gazeuses : PDS 70b et PDS 70c. Elles n'ont pas plus de 5 millions d'années.
Les astronomesastronomes ont également pu comparer les informations provenant d'une exoplanète et celles issues de son disque natal grâce à des techniques nouvelles développées antérieurement. Des techniques qui permettent de capter un spectrespectre très détaillé d'objets de faible luminositéluminosité - comme les planètes en formation - même lorsqu'ils se trouvent à côté d'objets très brillants - comme leur étoile hôte. Et ainsi, de remonter aux éléments qui constituent l'atmosphère d'une exoplanète, par exemple.
Faut-il réécrire l’histoire de la formation des planètes ?
Dans les Astrophysical Journal Letters, les chercheurs rapportent ainsi que, dans l'atmosphère de la planète qu'ils ont étudiée - à savoir, PDS 70b ; ils comptent étudier les spectres de PDS 70c prochainement -, le rapport carbone/oxygène est largement inférieur à celui mesuré précédemment dans le disque natal. Un résultat déconcertant pour lequel les astrophysiciens envisagent deux explications.
La planète pourrait ainsi s'être formée avant que son disque s'enrichisse en carbone. Une autre explication est que la planète pourrait s'être développée principalement en absorbant de grandes quantités de matériaux solidessolides en plus des gaz. Résultat, une partie du carbone et de l'oxygène accumulés dans de la glace et des poussières resterait invisible aux spectres.
« Cela pourrait donc nous dire que nous ne pouvons pas simplement comparer gaz à gaz. Les composants solides pourraient faire une grande différence dans le rapport carbone/oxygène », souligne JasonJason Wang, physicien. Étudier la deuxième planète du système pourrait permettre aux chercheurs de mieux cerner l'histoire de leur formation. Et plus largement, l'histoire de la formation des planètes en général.
