Cette image montre la naine brune ISO-Oph 102, ou Rho-Oph 102, dans la région de formation d'étoiles de Rho Ophiuchi. Remerciements: Davide De Martin
Les naines brunes habitent une sorte de ligne floue entre les étoiles et les planètes: leur masse est apparemment trop petite pour qu'elles soient des étoiles à part entière et pourtant elles sont trop grandes pour être des planètes. Ces étoiles sombres n'ont été découvertes qu'en 1995, mais les estimations actuelles indiquent que les naines brunes pourraient être aussi nombreuses que les étoiles normales dans notre galaxie. Maintenant, les astronomes ont trouvé une naine brune qui a un disque poussiéreux qui l'entoure, tout comme les disques qui entourent de jeunes étoiles régulières. Il contient des grains solides de taille millimétrique et autour d'autres étoiles nouveau-nés, ces disques de poussière cosmique sont le lieu de formation des planètes. Les astronomes disent que cette découverte surprenante remet en question les théories sur la formation des planètes rocheuses à l'échelle de la Terre et suggère que les planètes rocheuses pourraient être encore plus courantes dans l'Univers que prévu.
On pense que les planètes rocheuses se forment à travers la collision aléatoire et se collent ensemble de ce qui sont initialement des particules microscopiques dans le disque de matière autour d'une étoile. Ces minuscules grains ressemblent à de la suie très fine ou du sable. Cependant, dans les régions extérieures autour d'une naine brune, les astronomes s'attendaient à ce que les grains ne puissent pas pousser parce que les disques étaient trop clairsemés et que les particules se déplaceraient trop vite pour coller ensemble après une collision. De plus, les théories dominantes disent que tous les grains qui parviennent à se former devraient se déplacer rapidement vers la naine brune centrale, disparaissant des parties extérieures du disque où ils pourraient être détectés.
"Nous avons été complètement surpris de trouver des grains millimétriques dans ce petit disque mince", a déclaré Luca Ricci du California Institute of Technology, USA, qui dirigeait une équipe d'astronomes basée aux États-Unis, en Europe et au Chili. «Les grains solides de cette taille ne devraient pas pouvoir se former dans les régions froides extérieures d'un disque autour d'une naine brune, mais il semble que oui. Nous ne pouvons pas être sûrs que toute une planète rocheuse pourrait s'y développer, ou l'a déjà fait, mais nous voyons les premières étapes, nous allons donc devoir changer nos hypothèses sur les conditions nécessaires à la croissance des solides », a-t-il déclaré. .
Impression d'artiste du disque de poussière et de gaz autour d'une naine brune. Crédit: ESO
Ricci et son équipe ont utilisé le tableau Atacama Large Millimeter / submillimeter Array (ALMA) pour leurs observations. Même si le télescope n'est pas encore complètement terminé, la haute résolution d'ALMA a permis à l'équipe de localiser le monoxyde de carbone autour de la naine brune - la première fois qu'un gaz moléculaire froid a été détecté dans un tel disque. Cette découverte, ainsi que les grains de taille millimétrique, suggèrent que le disque est beaucoup plus similaire à ceux autour des jeunes étoiles que prévu.
ALMA, situé dans le désert chilien de haute altitude, est une collection d'antennes en forme de parabolique de haute précision qui fonctionnent ensemble comme un grand télescope pour observer l'Univers en millimètres de longueur d'onde, permettant des observations de détails et de sensibilité extrêmes. La construction de l'ALMA devrait se terminer en 2013, mais les astronomes ont commencé à observer avec une gamme partielle de plats ALMA en 2011.
Les astronomes ont pointé ALMA vers la jeune naine brune ISO-Oph 102, également connue sous le nom de Rho-Oph 102, dans la région de formation d'étoiles de Rho Ophiuchi dans la constellation d'Ophiuchus. La naine brune a environ 60 fois la masse de Jupiter mais seulement 0,06 fois celle du Soleil, et a donc trop peu de masse pour enflammer les réactions thermonucléaires par lesquelles les étoiles ordinaires brillent. Cependant, il émet de la chaleur libérée par sa lente contraction gravitationnelle et brille faiblement avec une couleur rougeâtre.
Les astronomes ont pu déterminer que les grains du disque étaient d'un millimètre ou plus.
"ALMA est un nouvel outil puissant pour résoudre les mystères de la formation du système planétaire", a déclaré Leonardo Testi de l'ESO, membre de l'équipe de recherche. «Essayer cela avec des télescopes de la génération précédente aurait nécessité près d'un mois d'observation - incroyablement long en pratique. Mais, en utilisant seulement un quart du complément d'antennes ALMA final, nous avons pu le faire en moins d'une heure! » il a dit.
Une fois l'ALMA terminée, l'équipe espère tourner à nouveau le télescope vers le Rho-Oph 102 et d'autres objets similaires.
«Nous serons bientôt en mesure non seulement de détecter la présence de petites particules dans les disques», a déclaré Ricci, «mais de cartographier la façon dont elles sont réparties sur le disque circumstellaire et comment elles interagissent avec le gaz que nous avons également détecté dans le disque . Cela nous aidera à mieux comprendre comment les planètes deviennent. »
Source: ESO
