Avec le Très Grand Télescope de l’ESO, des astronomes observent deux géantes gazeuses se former autour d’une jeune étoile, nouveau système solaire naissant
Des astronomes ont surpris un phénomène extraordinaire dans les profondeurs de l’espace : de nouvelles planètes sont en train de naître, en ce moment même.
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Autour d’une jeune étoile baptisée WISPIT 2, une équipe de chercheurs a repéré non pas une, mais deux planètes géantes en formation au sein d’un nuage tourbillonnant de gaz et de poussière. C’est l’une des observations les plus nettes et les plus directes jamais obtenues de la manière dont les systèmes solaires, y compris le nôtre, se forment.
« WISPIT 2 est à ce jour la meilleure fenêtre dont nous disposions sur notre propre passé », explique Chloe Lawlor, doctorante à l’Université de Galway, en Irlande, et autrice principale de l’étude publiée dans The Astrophysical Journal Letters.
Un rare duo planétaire en formation
Cette découverte fait de WISPIT 2 seulement le deuxième système connu, après PDS 70, dans lequel deux planètes en formation ont été observées directement autour d’une étoile.
« Ces structures suggèrent que d’autres planètes sont actuellement en train de se former, que nous finirons par détecter », indique Lawlor.
Mais, contrairement à son prédécesseur, le disque de WISPIT 2 est inhabituellement vaste et structuré, ponctué de lacunes et d’anneaux spectaculaires sculptés par les planètes émergentes.
« WISPIT 2 nous offre un laboratoire clé non seulement pour observer la formation d’une planète, mais celle d’un système planétaire tout entier », souligne Christian Ginski, coauteur de l’étude et chercheur à l’Université de Galway.
Un système planétaire en formation
La première planète, WISPIT 2b, a été identifiée l’an dernier : un gigantesque monde gazeux près de cinq fois plus grand que Jupiter, en orbite loin de son étoile.
Une deuxième planète vient d’être confirmée, plus proche de l’étoile. « Cette détection d’un nouveau monde en formation a vraiment révélé le potentiel incroyable de nos instruments actuels », explique Richelle van Capelleveen, doctorante à l’Observatoire de Leiden et autrice principale de la précédente étude.
La planète nouvellement confirmée, WISPIT 2c, se trouve quatre fois plus près de l’étoile et est deux fois plus massive que sa sœur. Comme WISPIT 2b, c’est une géante gazeuse, semblable aux planètes externes de notre propre système solaire.
Pour documenter et observer la planète, des chercheurs de l’Université de Galway et de l’Observatoire de Leiden ont utilisé les instruments de l’Observatoire européen austral, dont le très littéralement nommé « Very Large Telescope » et son interféromètre.
Comment se forment les planètes ?
Pour comprendre précisément ce qui se passe ici, il faut savoir comment se déroule la formation des planètes, un phénomène fascinant qui s’étend sur des millions d’années et que la NASA décrit comme un processus en boule de neige.
« Elles commencent sous forme de globules de gaz et de poussière qui orbitent autour d’une étoile centrale, laquelle peut elle-même être en train de se former. La gravité et d’autres forces provoquent des collisions au sein du disque. Si la collision est suffisamment douce, la matière fusionne, grossissant comme une boule de neige qui roule », peut-on lire sur le site de la NASA.
« Avec le temps, les particules de poussière se combinent pour former des cailloux, qui évoluent en blocs de la taille d’un kilomètre. À mesure que ces planètes en formation orbitent autour de leur étoile, elles dégagent la matière sur leur passage, laissant derrière elles des sillons en grande partie vides. Dans le même temps, l’étoile engloutit le gaz voisin et repousse plus loin la matière située à plus grande distance », poursuit l’agence spatiale américaine.
Ce processus cosmique en boule de neige finit par donner naissance à de véritables planètes. Certaines deviennent des mondes rocheux comme la Terre, tandis que d’autres, si elles accumulent suffisamment de gaz avant que le disque environnant ne se disperse, peuvent se transformer en immenses géantes gazeuses comme Jupiter et Saturne et, dans le cas de cette nouvelle étude, WISPIT 2b et WISPIT 2c.
Une possible troisième planète cachée
Les scientifiques pensent que l’histoire de ce nouveau système solaire en formation ne s’arrête peut-être pas là. Plus loin, un autre intervalle, plus petit, laisse entrevoir la possible présence d’une troisième planète encore invisible.
« Nous soupçonnons qu’une troisième planète est peut-être en train de creuser cet espace, explique Lawlor, probablement d’une masse comparable à celle de Saturne, car la brèche est beaucoup plus étroite et moins profonde. »
De futurs travaux pourraient confirmer ce soupçon, les astronomes ayant déjà les yeux tournés vers la prochaine génération de télescopes. « Avec l’Extremely Large Telescope de l’ESO, qui doit entrer en service prochainement, nous pourrions être en mesure d’imager directement une telle planète », avance Ginski.