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Les jeunes étoiles sont pleines d'énergie, tournant comme des toupies en la moitié d'un jour terrestre. Elles tourneraient encore plus rapidement, mais quelque chose les freine. Bien que les scientifiques avaient envisagé que les disques de formation de planètes pouvaient être au moins une partie de la réponse, le démontrer était plus difficile.
Champs magnétiques d'une étoile "enlisés" dans son disque de matière
"Nous savions que quelque chose devait maintenir la vitesse des étoiles sous contrôle" commente le Dr. Luisa Rebull (Spitzer Science Center, Pasadena, Californie). "Les disques étaient la réponse la plus logique, mais nous avons dû attendre Spitzer pour les détecter".
Rebull, qui a travaillé sur le problème pendant presque une décennie, est l'auteur principal d'un nouvel article paru dans l'édition du 20 Juillet d'Astrophysical Journal. Les résultats font partie d'une recherche pour comprendre le rapport complexe entre les jeunes étoiles et leurs systèmes planétaires en formation.
Une formidable vitesse de rotation atteinte lors de la formation
Les étoiles commencent leur vie comme des boules de gaz s'effondrant et tournant de plus en plus rapidement pendant qu'elles se contractent, comme les patineurs sur glace qui tournoient en repliant leurs bras. Les excédants de gaz et de poussières se retrouvent dans des disques orbitant autour des étoiles. La poussière et le gaz dans les disques sont censés se regrouper en masse compacte par la suite pour former des planètes.
Les étoiles en développement tournent si rapidement que, laissées sans contrôle, elles pourraient ne jamais se contracter entièrement et devenir de véritables étoiles. Avant la nouvelle étude, les astronomes avaient envisagé que les disques pouvaient ralentir la vitesse super rapide des étoiles en "tirant" brutalement sur leurs champs magnétiques. Quand les champs d'une étoile traversent un disque, ils sont supposés s'enliser comme une cuillère dans la mélasse. Ceux-ci entraînent la rotation de l'étoile vers un rythme plus lent, aussi l'étoile qui se contracte se retrouve ralentie.
Spitzer à la rescousse...
Pour prouver ce principe, Rebull et son équipe ont eu besoin de l'aide du Spitzer. Lancé en Août 2003, l'observatoire infrarouge est un spécialiste dans la détection des disques gravitant autour des étoiles, parce que la poussière dans les disques est chauffée par la lumière des étoiles et brille aux longueurs d'onde infrarouges.
L'équipe a utilisé Spitzer pour observer près de 500 jeunes étoiles dans la nébuleuse d'Orion. Ils ont regroupé les étoiles selon leur rotation, rapide ou lente, et ont déterminé que celles qui tournaient plus lentement sont cinq fois plus nombreuses à posséder un disque de matière que les autres.
"Nous pouvons maintenant dire que les disques jouent un certain rôle dans le ralentissement des étoiles dans au moins une région, mais il y a une foule d'autres facteurs opérant en tandem. Et les étoiles pourraient se comporter différemment dans différents environnements", note Rebull. D'autres facteurs qui contribuent au ralentissement des étoiles sur de plus longues périodes incluent les vents stellaires et probablement les planètes adultes.
De nouveaux éléments de recherche pour les exoplanètes
Si les disques de matière ralentissent la rotation des étoiles, est-ce que les étoiles avec des planètes tournent plus lentement que les étoiles qui en sont dépourvues ? Pas nécessairement, selon Rebull, qui a indiqué que les étoiles en rotation lente pourraient simplement mettre plus de temps que d'autres étoiles pour transformer leurs disques en planètes, augmentant ainsi leur probabilité de détection.
Finalement, la question de savoir comment la vitesse de rotation d'une étoile est en relation avec sa capacité à abriter des planètes incombera aux chasseurs de planètes. Jusqu'ici, toutes les planètes connues dans l'Univers gravitent autour d'étoiles qui tournent lentement. Notre propre Soleil est considéré comme un traînard, tournant laborieusement au rythme d'une révolution tous les 28 jours.
"Nous devrons utiliser différents outils pour tenter de détecter des planètes autour d'étoiles en rotation rapide, tels que la nouvelle génération de télescopes terrestres et spatiaux", note le Dr. Steve Strom, astronome au NOAO (National Optical Astronomy Observatory, Tucson, Arizona).