jeudi 20 octobre 2016

Une bizarrerie : 3 disques protoplanétaires pour 2 étoiles

Les étoiles jeunes sont très souvent entourées d'un disque de poussière et de gaz, un disque protoplanétaire, qui donnera naissance à des planètes. Une petite bizarrerie vient d'être mise à jour : deux étoiles jeunes entourées de trois disques protoplanétaires : un disque pour chacune et le troisième entourant le couple...




Les chercheurs menés par Christian Brinch du Niels Bohr Institute de Copenhague, sont tombés par hasard sur ce système étrange en observant l'étoile double IRS 43 avec le réseau de radiotélescopes ALMA. Chaque étoile du couple possède son propre disque de matière, et un grand disque vient entourer le couple. D'autre part, les trois disques sont totalement désalignés les uns par rapports aux autres. 
Rappelons comment les choses se passent généralement : un système stellaire se forme à partir d'un grand nuage de gaz et de poussières, qui se condense et si il devient suffisament compact, peut s'effondrer sur lui-même en son centre dans une boule de gaz qui s'échauffe par la pression accrue et devient une étoile qui commence à fusionner l'hydrogène en hélium. Le reste du gaz et des poussières restant autour de l'étoile naissante tourne autour d'elle sous la forme d'un disque où commence à s'agréger entre eux des morceaux de plus en plus gros qui deviendront des planètes.
Souvent, il n'y a pas une seule zone de condensation de matière mais deux, donnant alors naissance à deux étoiles liées entre elles, un couple binaire. On estime qu'au moins la moitié des étoiles de notre galaxie sont en fait des couples d'étoiles.
La présence de deux disques protoplanétaires autour de deux étoiles au sein d'un couple n'est pas surprenant, mais ce qui l'est beaucoup plus, c'est la présence d'un troisième disque qui vient entourer le couple. C'est la première fois qu'une telle configuration est observée.


Christian Brinch (Université de Copenhague) et son équipe anglaise et néerlandaise publient leur étude dans The Astrophysical Journal Letters, ils y montrent que c'est le gaz qui leur a permis de déterminer les vitesses de déplacement des disques en observant les décalages Doppler des longueurs d'ondes infra-rouge émises par le gaz échauffé par le rayonnement des étoiles.
Le système IRS 43 est relativement proche (400 années-lumières) et les deux étoiles sont âgées approximativement de 100 à 200 000 ans seulement. Même si les chercheurs n'ont pas pu en détecter, on estime que la formation de planètes y a déjà débuté.
Le fait que les disques des deux étoiles sont inclinés l'un par rapport à l'autre  ainsi que par rapport au disque externe pose des questions aux astronomes, leur laissant penser que la formation s'est déroulée d'une manière particulièrement turbulente. Les auteurs précisent que les trois disques sont bien formés à partir de la même matière, mais on ne peut pas encore dire si les deux petits disques se sont formés par une fragmentation du gros disque ou bien si ils sont issus d'une accrétion plus classique.
Si les disques sont désaxés depuis leur formation, cela indiquerait que le désalignement serait un résultat du processus de formation lui-même, ce type de systèmes devrait alors être très courants. A contrario, si il a été produit par l'interférence d'une troisième étoile ayant été depuis éjectée, ce type de configuration serait plutôt rare. La question reste aujourd'hui ouverte.
On connaît déjà des exoplanètes qui sont en orbite d'étoiles composant un couple binaire. On connaît également quelques cas beaucoup plus rares de planètes en orbite des deux étoiles à la fois. Le système IRS 43 est probablement en train de former des planètes de ce type, qui seront en orbite de chacune des des deux étoiles pour certaines et en orbite du couple pour d'autres. 

L'Univers semble propice à toutes sortes de configurations planétaires et on peut être sûr que d'autres cas encore moins probables seront découvert dans l'avenir.

Source : 

MISALIGNED DISKS IN THE BINARY PROTOSTAR IRS 43
Christian Brinch et al.
The Astrophysical Journal Letters Volume 830, L16 (11 october 2016)


Illustrations : 

1) le système IRS 43 observé avec ALMA, les zones rouge et bleu indiquent les vitesses d'éloignement et rapprochement respectivement) (Christian Brinch, NBI, KU)

2) Schéma du système IRS 43 avec ses 2 étoiles et ses 3 disques de matière désaxés entre eux (Christian Brinch, NBI, KU).

2 commentaires :

sixenligne atmo a dit…

"Le fait que les disques des deux planètes sont inclinés..."

Y aurait pas une petite coquille là? Vous vouliez sûrement parler des disques des étoiles ;)

Dr Eric SIMON a dit…

Exact, une belle coquille ...