Alma observe en direct la formation de satellites autour d’une exoplanète

Vue du système PDS 70 par ALMA. © ESO
En étudiant les exoplanètes en formation du système PDS 70, l’observatoire Alma a révélé que l’une d’entre elles possédait un disque circumplanétaire. Du jamais vu ! Ce dernier pourrait abriter des satellites en formation.

Au premier abord, cette vue prise par le télescope Alma en juillet 2019 ne montre qu’un point flou et lumineux. Et pourtant, il s’agit d’une découverte inédite : une exoplanète entourée de satellites en formation. En effet, la planète PDS 70c, du calibre de Jupiter, est ceinturée d’un disque de poussières. Ce disque est si large — autant que la distance entre la Terre et le Soleil — que, selon les chercheurs, il est suffisamment massif pour donner naissance à trois satellites comme la Lune. C’est la première fois que les scientifiques peuvent assister en direct à la naissance de lunes, une avancée qu’ils jugent majeure dans la compréhension de la formation des corps du Système solaire.

Des lunes en formation autour de jeunes planètes

C’est d’ailleurs pour comprendre ces mécanismes qu’en juillet 2019, l’équipe de Myriam Benisty, chercheuse à l’Universidad de Chile et à l’Université Grenoble Alpes, a tourné les 66 antennes de l’interféromètre Alma (Atacama Large Millimeter Array) vers PDS 70, située à 370 années-lumière. Cette jeune étoile naine de la constellation du Centaure n’a pas été choisie au hasard. C’est autour d’elle qu’ont été observées pour la première fois la formation de planètes en direct, sur les plus de 4500 déjà recensées. En effet, grâce à l’instrument Sphere branché sur le VLT (Very Large Telescope), des astronomes ont découvert en 2018 et 2019 des planètes – d’abord PDS 70b, puis PDS 70c – en train de creuser chacune une cavité dans le disque de poussières et de gaz entourant l’étoile.

Autour de PDS 70c, les chercheurs soupçonnaient l’existence d’un disque “protolunaire”, mais manquaient de données pour en avoir la confirmation. La grande précision d’Alma a permis de prouver cette hypothèse.

La planète PDS 70b se situe à environ la même distance de l’étoile de son système qu’Uranus l’est du Soleil, tandis que PDS 70c en est aussi éloignée que Neptune. Crédits : A. Isella et al., Astrophys. J. Lett., 879 , L25, 2019
La planète PDS 70b est environ à la même distance de son étoile qu’Uranus du Soleil, tandis que PDS 70c est aussi éloignée que Neptune. © A. Isella et al./Astrophys. J. Lett., 879 , L25, 2019

PDS 70c, un modèle pour comprendre le Système solaire

À l’heure actuelle, les astronomes n’ont toujours pas de certitude sur la façon dont se forment les planètes et leurs satellites. La thèse de l’accrétion — la formation graduelle par accumulation progressive de poussières et de roches — est cependant celle privilégiée. Plus une planète grossit, plus elle étend sa zone d’influence gravitationnelle, plus elle attire de la matière, et ainsi de suite. L’observation fine du système PDS 70 vient fortement renforcer ce modèle. En outre, le disque observé autour de la planète PDS 70c indique que le processus pourrait être le même lors de la formation des satellites.

Vue de la planète PDS 70c et son disque de poussière, prise à une longueur d’ondes de 0,855mm. Crédit: ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)/Benisty et al.
La planète PDS 70c et son disque de poussière vus à une longueur d’onde de 0,855mm. © Alma/ESO/NAOJ/NRAO/Benisty et al.

 

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