Communiqué de presse

Une nouvelle image révèle les secrets de la naissance d'une planète

25 juillet 2023

Une nouvelle image spectaculaire publiée aujourd'hui par l'Observatoire Européen Austral (ESO) nous donne des indices sur la façon dont des planètes aussi massives que Jupiter pourraient se former. À l'aide du Very Large Telescope (VLT) de l'ESO et du Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), les chercheurs ont détecté, à proximité d'une jeune étoile, de grands amas de poussière qui pourraient s'effondrer et donner naissance à des planètes géantes.

"Cette découverte est vraiment captivante car elle marque la toute première détection d'amas autour d'une jeune étoile qui ont le potentiel de donner naissance à des planètes géantes", déclare Alice Zurlo, chercheuse à l'université Diego Portales, au Chili, qui a participé aux observations.

Le travail est basé sur une image fascinante obtenue avec l'instrument Spectro-Polarimetric High-contrast Exoplanet REsearch (SPHERE) sur le VLT de l'ESO qui présente des détails fascinants de la matière autour de l'étoile V960 Mon. Cette jeune étoile est située à plus de 5000 années-lumière dans la constellation de la Licorne et a attiré l'attention des astronomes lorsqu'elle a soudainement augmenté sa luminosité plus de vingt fois en 2014. Les observations de SPHERE réalisées peu après le début de cette "explosion" de luminosité ont révélé que la matière en orbite autour de V960 Mon s'assemble en une série de bras spiraux complexes qui s'étendent sur des distances plus grandes que l'ensemble du système solaire.

Cette découverte a ensuite incité les astronomes à analyser les observations d'archives du même système réalisées avec ALMA, dont l'ESO est partenaire. Les observations du VLT permettent de sonder la surface de la matière poussiéreuse autour de l'étoile, tandis qu'ALMA permet de pénétrer plus profondément dans sa structure. "Avec ALMA, il est devenu évident que les bras spiraux subissent une fragmentation qui entraîne la formation d'amas dont la masse est proche de celle des planètes", explique Alice Zurlo.

Les astronomes pensent que les planètes géantes se forment soit par "accrétion du noyau", lorsque des grains de poussière s'assemblent, soit par "instabilité gravitationnelle", lorsque de grands fragments de matière autour d'une étoile se contractent et s'effondrent. Si les chercheurs ont déjà trouvé des preuves de la validité du premier de ces scénarios, le second n'a guère été étayé.

"Personne n'avait jamais observé une instabilité gravitationnelle à l'échelle d'une planète, jusqu'à présent", explique Philipp Weber, chercheur à l'université de Santiago du Chili, qui a dirigé l'étude publiée aujourd'hui dans The Astrophysical Journal Letters.

"Notre groupe recherche depuis plus de dix ans des signes de la formation des planètes et nous ne pourrions être plus heureux de cette incroyable découverte", déclare Sebastián Pérez, membre de l'équipe, de l'université de Santiago du Chili.

Les instruments de l'ESO aideront les astronomes à dévoiler plus de détails sur ce système planétaire captivant en devenir, et l'Extremely Large Telescope (ELT) de l'ESO jouera un rôle clé. Actuellement en construction dans le désert chilien d'Atacama, l'ELT sera en mesure d'observer le système avec plus de détails que jamais et de recueillir des informations cruciales à son sujet. "L'ELT permettra d'explorer la complexité chimique entourant ces amas, ce qui nous aidera à en savoir plus sur la composition de la matière à partir de laquelle les planètes potentielles se forment", conclut Philipp Weber.

Plus d'informations

L'équipe à l'origine de ce travail est composée de jeunes chercheurs issus de diverses universités et instituts chiliens, dans le cadre du Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons (YEMS), un centre de recherche financé par l'Agence nationale chilienne pour la recherche et le développement (ANID) et son programme Millenium Science Initiative. Les deux installations utilisées, ALMA et VLT, sont situées dans le désert d'Atacama au Chili.

Cette recherche est présentée dans un article publié dans The Astrophysical Journal Letters (doi: 10.3847/2041-8213/ace186).

L'équipe est composée de P. Weber (Departamento de Física, Universidad de Santiago de Chile, Chile [USACH]; Millennium Nucleus on Young Exoplanets and their Moons, Chile [YEMS]; Center for Interdisciplinary Research in Astrophysics and Space Exploration, Universidad de Santiago de Chile, Chile [CIRAS]), S. Pérez (USACH; YEMS; CIRAS), A. Zurlo (YEMS; Núcleo de Astronomía, Universidad Diego Portales Chile [UDP]; Escuela de Ingeniería Industrial, Universidad Diego Portales, Chile), J. Miley (Joint ALMA Observatory, Chile; National Astronomical Observatory of Japan, Japan), A. Hales (National Radio Astronomy Observatory, USA), L. Cieza (YEMS; UDP), D. Principe (MIT Kavli Institute for Astrophysics and Space Research, USA), M. Cárcamo (YEMS; CIRAS; USACH, Faculty of Engineering, Computer Engineering Department, Chile), A. Garufi (INAF, Osservatorio Astrofisico di Arcetri, Italy), Á. Kóspál (Konkoly Observatory, Research Centre for Astronomy and Earth Sciences, Eötvös Loránd Research Network (ELKH), Hungary; CSFK, MTA Centre of Excellence, Hungary; ELTE Eötvös Loránd University, Institute of Physics, Hungary; Max Planck Institute for Astronomy, Germany), M. Takami (Institute of Astronomy and Astrophysics, Academia Sinica, Taiwan, ROC), J. Kastner (School of Physics & Astronomy, Rochester Institute of Technology, USA), Z. Zhu (Department of Physics and Astronomy, University of Nevada, USA; Nevada Center for Astrophysics, University of Nevada, USA), et J. Williams (Institute for Astronomy, University of Hawai‘i at Manoa, USA).

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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