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Posté par Adrien le Jeudi 03/01/2013 à 00:00
ALMA fait la lumière sur les écoulements de gaz formant des planètes
Pour la première fois, des astronomes utilisant le grand réseau d'antennes millimétrique/submillimétrique ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) ont pu observer un moment clé de la naissance des planètes géantes. D'importants écoulements de gaz (Un gaz est un ensemble d'atomes ou de molécules très faiblement liés et quasi-indépendants. Dans l’état gazeux, la...) se déversant à travers un espace vide (Le vide est ordinairement défini comme l'absence de matière dans une zone spatiale.) dans le disque (Le mot disque est employé, aussi bien en géométrie que dans la vie courante, pour désigner une forme ronde et régulière, à l'image d'un palet — discus en latin.) de matière (La matière est la substance qui compose tout corps ayant une réalité tangible. Ses trois états les plus communs sont l'état solide, l'état...) qui entoure une jeune étoile (Une étoile est un objet céleste émettant de la lumière de façon autonome, semblable à une énorme boule de plasma comme le Soleil, qui est l'étoile la plus proche de la Terre.). Il s'agit des premières observations (L’observation est l’action de suivi attentif des phénomènes, sans volonté de les modifier, à l’aide de moyens d’enquête et d’étude appropriés. Le plaisir procuré explique la très grande participation des amateurs...) directes de tels écoulements, que l'on suppose être engendrés par l'alimentation en gaz des planètes géantes au cours de leur croissance. Le résultat de ces observations est publié dans l'édition de la revue Nature du 2 janvier 2013.


Vue d'artiste (Est communément appelée artiste toute personne exerçant l'un des métiers ou activités suivantes :) du disque et des écoulements de gaz autour (Autour est le nom que la nomenclature aviaire en langue française (mise à jour) donne à 31 espèces d'oiseaux qui, soit appartiennent au genre Accipiter, soit constituent les 5 genres Erythrotriorchis, Kaupifalco,...) de HD 142527.
Cliquer pour agrandir.

Une équipe internationale d'astronomes a étudié la jeune étoile HD 142527, située à plus de 450 années-lumière de la Terre (La Terre est la troisième planète du Système solaire par ordre de distance croissante au Soleil, et la quatrième par taille et par masse croissantes. C'est la plus grande et la plus massive...). HD 142527 est entourée d'un disque de gaz et de poussière cosmique, restes du nuage (Un nuage est une grande quantité de gouttelettes d’eau (ou de cristaux de glace) en suspension dans l’atmosphère. L’aspect d'un nuage dépend de la lumière...) à partir duquel cette étoile c'est formée. Le disque de poussière est divisé en une partie interne (En France, ce nom désigne un médecin, un pharmacien ou un chirurgien-dentiste, à la fois en activité et en formation à l'hôpital ou en cabinet pendant une...) et une partie externe séparées par un espace vide que l'on suppose avoir été creusé par des planètes géantes gazeuses récemment formées, nettoyant leurs orbites au cours de leur révolution autour de l'étoile. Le disque interne s'étend de l'étoile jusqu'à une distance correspondant à l'orbite (En mécanique céleste, une orbite est la trajectoire que dessine dans l'espace un corps autour d'un autre corps sous l'effet de la gravitation.) de Saturne dans le système solaire (Le système solaire est un système planétaire composé d'une étoile, le Soleil et des corps célestes ou objets définis gravitant autour de lui (autrement dit, notre système planétaire) : les...) alors que le disque externe commence environ 14 fois plus loin. Le disque externe n'entoure pas l'étoile de manière uniforme, mais il a plutôt une forme de fer (Le fer est un élément chimique, de symbole Fe et de numéro atomique 26. C'est le métal de transition et le matériau ferromagnétique le plus courant dans la vie quotidienne, sous forme pure ou...) à cheval (Le cheval (Equus ferus caballus ou equus caballus) est un grand mammifère herbivore et ongulé appartenant à l'une des sept espèces de la famille des équidés. Il a évolué au cours des dernières 45...), probablement à cause de l'effet gravitationnel des planètes géantes en orbite.

Selon la théorie (Le mot théorie vient du mot grec theorein, qui signifie « contempler, observer, examiner ». Dans le langage courant, une théorie est une idée ou une connaissance spéculative, souvent...), les planètes géantes grossissent en absorbant le gaz du disque externe par des écoulements qui forment des ponts au travers de l'espace vide du disque.

"Les astronomes avaient prédit l'existence de ces écoulements, mais c'est la première fois que nous avons pu les observer" explique Simon Casassus (Universidad de Chile, Chili), responsable de cette nouvelle étude. "Grâce au nouveau télescope (Un télescope, (du grec tele signifiant « loin » et skopein signifiant « regarder, voir »), est un instrument d'optique permettant...) ALMA, nous avons été capables de réaliser des observations directes confirmant les théories en vigueur sur la formation des planètes !"

Casassus et son équipe ont utilisé ALMA pour regarder le gaz et la poussière cosmique autour de l'étoile, l'observant de manière plus détaillée et à plus grande proximité de l'étoile que ce n'était possible avec les précédents télescopes de ce type. Les observations d'ALMA, dans les longueurs d'onde (Une onde est la propagation d'une perturbation produisant sur son passage une variation réversible des propriétés physiques locales. Elle transporte de l'énergie sans transporter de matière. Une onde...) submillimétriques sont également insensibles à la lumière (La lumière est l'ensemble des ondes électromagnétiques visibles par l'œil humain, c'est-à-dire comprises dans des longueurs d'onde de 380nm...) éblouissante de l'étoile qui pose problème aux télescopes observant dans le visible ou l'infrarouge (Le rayonnement infrarouge (IR) est un rayonnement électromagnétique d'une longueur d'onde supérieure à celle de la lumière visible mais plus courte que celle des...). L'espace vide dans le disque de poussière était déjà connu, mais ils ont également découvert du gaz diffus subsistant dans cet espace, et deux écoulements plus denses de gaz se déversant du disque externe vers le disque interne en traversant cet espace.

"Nous pensons qu'il y a une planète (Une planète est un corps céleste orbitant autour du Soleil ou d'une autre étoile de l'Univers et possédant une masse suffisante pour...) géante (Une étoile géante est une étoile de classe de luminosité II ou III. Dans le diagramme de Hertzsprung-Russell, les géantes forment deux branches au-dessus de la séquence principale. Elles...) cachée là et qu'elle est la cause de ces deux écoulements. Les planètes grossissent en absorbant le gaz du disque externe, mais elles mangent vraiment comme des sagouins: le reste du gaz déborde et alimente le disque interne autour de l'étoile" précise Sebastián Pérez, un membre de l'équipe qui fait aussi partie de l'Universidad de Chile.

Ces observations permettent également de répondre à une autre question à propos du disque qui entoure HD 142527. L'étoile centrale étant encore en formationet absorbant de la matière dans le disque interne, ce dernier aurait déjà dû être englouti s'il n'était pas réalimenté d'une manière ou d'une autre. L'équipe a découvert que la vitesse (On distingue :) à laquelle le reste de gaz s'écoule dans le disque interne est juste ce qu'il faut pour le maintenir rempli et pour alimenter l'étoile en train (Un train est un véhicule guidé circulant sur des rails. Un train est composé de plusieurs voitures (pour transporter des personnes) et/ou...) de grossir.

La détection du gaz diffus dans le trou constitue également une "première". "Les astronomes ont observé ce gaz depuis longtemps, mais jusqu'à présent, nous n'avions que des signes indirects de son existence. Maintenant, avec ALMA, nous pouvons le voir directement," explique Gerrit van der Plas, un autre membre de l'équipe de l'Universidad de Chile.

Ce gaz résiduel est plus une preuve que les écoulements sont causés par les planètes géantes plutôt que par des objets encore plus gros comme une étoile compagne. "Une seconde ( Seconde est le féminin de l'adjectif second, qui vient immédiatement après le premier ou qui s'ajoute à quelque chose de nature identique. La seconde est...) étoile aurait bien plus nettoyé cet espace vide, ne laissant aucun gaz résiduel. En étudiant la quantité (La quantité est un terme générique de la métrologie (compte, montant) ; un scalaire, vecteur, nombre d’objets ou d’une autre manière de dénommer la valeur d’une collection ou un groupe de choses.) de gaz restant, nous devrions pouvoir déterminer la masse (Le terme masse est utilisé pour désigner deux grandeurs attachées à un corps : l'une quantifie l'inertie du corps (la masse inerte) et l'autre la contribution du corps à la force de...) des objets faisant le ménage" ajoute Sebastián Pérez.

Et, qu'en est-il des planètes elles-mêmes ? Simon Casassus explique que, bien que l'équipe ne les ait pas détectées directement, il n'est pas étonné. "Nous avons cherché les planètes avec des instruments infrarouges à la pointe de la technologie (Le mot technologie possède deux acceptions de fait :) sur d'autres télescopes. Toutefois, nous supposons que ces planètes en formation sont toujours profondément enfouies dans les écoulements de gaz, qui sont presque opaques. Par conséquent, il n'y a que peu de chance de repérer ces planètes directement."

Cependant, les astronomes cherchent à en savoir plus sur ces supposées planètes en étudiant les écoulements de gaz ainsi que le gaz diffus. Le télescope ALMA est toujours en construction et n'a pas encore atteint ses pleines capacités. Quand il sera terminé, sa vision sera encore plus fine et de nouvelles observations des écoulements devraient permettre à cette équipe de déterminer les propriétés des planètes, y compris leur masse.

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Source: ESO