Communiqué de presse

Pour la première fois, des astronomes assistent à la naissance d'un nouveau système solaire

16 juillet 2025

Des chercheurs internationaux ont, pour la première fois, déterminé avec précision le moment où les planètes ont commencé à se former autour d'une étoile autre que le Soleil. En utilisant le télescope ALMA, dont l'Observatoire Européen Austral (ESO) est partenaire, et le télescope spatial James Webb, ils ont observé la création des premières taches de matière formant des planètes - des minéraux chauds commençant tout juste à se solidifier. C'est la première fois qu'un système planétaire est identifié à un stade aussi précoce de sa formation et cela ouvre une fenêtre sur le passé de notre propre système solaire.

« Pour la première fois, nous avons identifié le moment le plus précoce où la formation d'une planète débute autour d'une étoile autre que notre Soleil », déclare Melissa McClure, professeure à l'université de Leiden aux Pays-Bas et auteure principale de la nouvelle étude, publiée aujourd'hui dans la revue Nature.

Merel van 't Hoff, coautrice de l'étude et professeure à l'université de Purdue (États-Unis), compare ces résultats à « une photo du système solaire naissant » tout en précisant, « Nous observons un système qui ressemble à notre système solaire lorsqu'il commençait à se former ».

Ce système planétaire nouveau-né émerge autour de HOPS-315, une « proto » ou jeune étoile qui se trouve à quelque 1300 années-lumière de nous et qui est un analogue du Soleil naissant. Autour de ces étoiles naissantes, les astronomes observent souvent des disques de gaz et de poussières appelés « disques protoplanétaires », qui sont le lieu de naissance de nouvelles planètes. Si les astronomes ont déjà observé de jeunes disques contenant des planètes naissantes, massives et semblables à Jupiter, M. McClure précise que « nous avons toujours su que les premières parties solides des planètes, ou “planétésimaux”, devaient se former plus loin dans le temps, à des stades plus précoces ». 

Dans notre Système solaire, les tout premiers matériaux solides à se condenser près de l’actuelle position de la Terre autour du Soleil se retrouvent piégés dans d’anciennes météorites. Les astronomes utilisent ces roches primordiales pour dater le début de la formation du Système solaire. Ces météorites sont riches en minéraux cristallins contenant du monoxyde de silicium (SiO), qui peuvent se condenser à des températures extrêmement élevées, caractéristiques des jeunes disques planétaires. Avec le temps, ces solides nouvellement formés s’agrègent, jetant les bases de la formation planétaire en gagnant progressivement en taille et en masse. Les premiers planétésimaux, de la taille d’un kilomètre, qui ont ensuite donné naissance à des planètes comme la Terre ou au noyau de Jupiter, se sont formés peu après la condensation de ces minéraux cristallins.

Avec leur nouvelle découverte, les astronomes ont trouvé des preuves que ces minéraux chauds commencent à se condenser dans le disque autour de HOPS-315. Leurs résultats montrent que le SiO est présent autour de la jeune étoile à l'état gazeux, ainsi qu'à l'intérieur de ces minéraux cristallins, ce qui suggère qu'il ne fait que commencer à se solidifier. « Ce processus n'a jamais été observé auparavant dans un disque protoplanétaire, ni nulle part ailleurs en dehors de notre système solaire », explique Edwin Bergin, professeur à l'université du Michigan (États-Unis) et coauteur de l'étude.

Ces minéraux ont été identifiés pour la première fois à l'aide du télescope spatial James Webb, un projet commun des agences spatiales américaine, européenne et canadienne. Pour savoir d'où venaient exactement les signaux, l'équipe a observé le système avec ALMA, l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, exploité par l'ESO en collaboration avec des partenaires internationaux dans le désert d'Atacama, au Chili.

Grâce à ces données, l'équipe a déterminé que les signaux chimiques provenaient d'une petite région du disque autour de l'étoile, équivalente à l'orbite de la ceinture d'astéroïdes autour du Soleil. « Nous observons vraiment ces minéraux au même endroit dans ce système extrasolaire que dans les astéroïdes du système solaire », explique Logan Francis, chercheur postdoctoral à l'université de Leiden et coauteur de l'étude.

Pour cette raison, le disque de HOPS-315 constitue un excellent analogue pour étudier notre propre histoire cosmique. Comme l’explique Merel van ‘t Hoff, « ce système est l’un des meilleurs que nous connaissions pour explorer certains des processus qui se sont produits dans notre Système solaire ». Il offre également aux astronomes une nouvelle occasion d’étudier les premières étapes de la formation planétaire, en servant de substitut aux systèmes solaires en cours de formation à travers la galaxie.

Elizabeth Humphreys, astronome à l'ESO et responsable du programme européen ALMA, qui n'a pas participé à l'étude, déclare : « J'ai été très impressionnée par cette étude, qui révèle un stade très précoce de la formation des planètes. Elle suggère que HOPS-315 peut être utilisé pour comprendre comment notre propre système solaire s'est formé. Ce résultat met en évidence la puissance combinée du JWST et d'ALMA pour l'exploration des disques protoplanétaires ».

Plus d'informations

Cette recherche a été présentée dans l'article « Refractory solid condensation detected in an embedded protoplanetary disk » (doi : 10.1038/s41586-025-09163-z) à paraître dans Nature.

L'équipe est composée de M. K. McClure (Leiden Observatory, Leiden University, The Netherlands [Leiden]), M. van ’t Hoff (Department of Astronomy, The University of Michigan, Michigan, USA [Michigan] and Purdue University, Department of Physics and Astronomy, Indiana, USA), L. Francis (Leiden), Edwin Bergin (Michigan), W.R. M. Rocha (Leiden), J. A. Sturm (Leiden), D. Harsono (Institute of Astronomy, Department of Physics, National Tsing Hua University, Taiwan), E. F. van Dishoeck (Leiden), J. H. Black (Chalmers University of Technology, Department of Space, Earth and Environment, Onsala Space Observatory, Sweden), J. A. Noble (Physique des Interactions Ioniques et Moléculaires, CNRS, Aix Marseille Université, France), D. Qasim (Southwest Research Institute, Texas, USA), E. Dartois (Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay, CNRS, Université Paris-Saclay, France.).

L’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), une installation astronomique internationale, est le fruit d’un partenariat entre l'ESO, l’U.S. National Science Foundation (NSF) et le National Institutes of Natural Sciences (NINS) du Japon en coopération avec la République du Chili. ALMA est financé par l'Observatoire Européen Austral (ESO) pour le compte de ses Etats membres, la NSF en coopération avec le National Research Council du Canada (NRC), le National Science Council of Tawain (NSC) et le NINS en coopération avec l’Academia Sinica (AS) à Taiwan et le Korea Astronomy and Space Science Institute (KASI). La construction et la gestion d'ALMA sont supervisées par l'ESO pour le compte de ses Etats membres, par le National Radio Astronomy Observatory (NRAO) dirigé par Associated Universities, Inc (AUI) en Amérique du Nord, et par le National Astronomical Observatory of Japan (NAOJ) pour l'Asie de l'Est. L’Observatoire commun ALMA (JAO pour Joint ALMA Observatory) apporte un leadership et un management unifiés pour la construction, la mise en service et l’exploitation d’ALMA.

L'Observatoire Européen Austral (ESO) permet aux scientifiques du monde entier de découvrir les secrets de l'Univers pour le bénéfice de tous. Nous concevons, construisons et exploitons des observatoires au sol de classe mondiale - que les astronomes utilisent pour s'attaquer à des questions passionnantes et transmettre la fascination de l'astronomie - et nous encourageons la collaboration internationale en astronomie. Créé en 1962 en tant qu'organisation intergouvernementale, l'ESO est aujourd'hui soutenu par 16 États membres (Allemagne, Autriche, Belgique, Danemark, Espagne, France, Finlande, Irlande, Italie, Pays-Bas, Pologne, Portugal, République tchèque, Royaume-Uni, Suède et Suisse), ainsi que par l'État hôte du Chili et l'Australie en tant que partenaire stratégique. Le siège de l'ESO ainsi que son centre d'accueil et son planétarium, l'ESO Supernova, sont situés près de Munich en Allemagne, tandis que le désert chilien d'Atacama, un endroit magnifique offrant des conditions uniques pour observer le ciel, accueille nos télescopes. L'ESO exploite trois sites d'observation : La Silla, Paranal et Chajnantor. À Paranal, l'ESO exploite le Very Large Telescope et son Very Large Telescope Interferometer, ainsi que des télescopes de sondage tel que VISTA. Toujours à Paranal, l'ESO accueillera et exploitera le Cherenkov Telescope Array South, l'observatoire de rayons gamma le plus grand et le plus sensible au monde. Avec ses partenaires internationaux, l'ESO exploite APEX et ALMA à Chajnantor, deux installations qui observent le ciel dans le domaine millimétrique et submillimétrique. Au Cerro Armazones, près de Paranal, nous construisons "le plus grand œil au monde tourné vers le ciel" - l'Extremely Large Telescope de l'ESO. Depuis nos bureaux de Santiago du Chili, nous soutenons nos opérations dans le pays et nous nous engageons auprès des partenaires et de la société chiliens.

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Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Mobile: on request
Courriel: mcclure@strw.leidenuniv.nl

Merel van ‘t Hoff
Department of Physics and Astronomy, Purdue University
West Lafayette, Indiana, United States
Tél: +1-734-882-0270
Courriel: vanthoff@purdue.edu

Logan Francis
Leiden Observatory, Leiden University
Leiden, The Netherlands
Tél: +31 71 527 2727
Courriel: francis@strw.leidenuniv.nl

Edwin Bergin
Department of Astronomy, University of Michigan
Ann Arbor, Michigan, United States
Tél: +1 734 764 3441
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