Une étoile naissante située à 1.300 années-lumière de la Terre, entourée par des planètes en formation, a été observée grâce aux innovations des télescopes modernes. Cette découverte permet d’éclairer les origines de notre système solaire et la formation de la Terre, offrant un aperçu fascinant du cosmos.
Le système HOPS–315, où naissent de nouvelles planètes. Crédit : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / M. McClure.
A 1.300 années-lumière de la Terre, au cœur de la spectaculaire constellation d’Orion, se trouve une étoile naissante (ou proto-étoile) entourée de planètes encore à un stade embryonnaire. Grâce au Télescope spatial James Webb de la NASA et au radiointerféromètre ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) de l’Observatoire Européen Austral (ESO), les chercheurs ont pu observer ce moment précieux de la formation planétaire. C’est le moment le plus précoce observé dans le fascinant processus de création des planètes, lorsque les gaz chauds commencent à se solidifier pour former un nouveau corps céleste. Cette découverte est d’une grande importance car le système stellaire, lié à l’étoile naine orange HOPS-315, représente une sorte de « photographie » de ce qui s’est passé il y a environ 4,6 milliards d’années lors de la formation du système solaire. Analyser cet objet peut fournir des informations précieuses sur l’évolution de notre système et l’origine de la Terre.
Comment se forment les planètes
Les chercheurs connaissent depuis un certain temps les différentes étapes du processus de naissance des nouvelles planètes. Tout commence par une nébuleuse de gaz et de poussières qui s’effondre sous l’effet de la gravité, donnant naissance à une nouvelle étoile. Autour de l’astre naissant, un disque tournant de matière (le disque protoplanétaire) se forme, dans lequel les gaz chauds commencent à se solidifier et à s’unir, d’abord sous l’effet de l’électricité statique, puis de la gravité. Les grains de poussière continuent de croître en taille pour devenir des planétésimaux, similaires aux astéroïdes. En grossissant, les planétésimaux deviennent gigantesques, jusqu’à dégager leur orbite de tous les autres objets. C’est ainsi que se forment les planètes rocheuses et gazeuses. Autour de la proto-étoile HOPS-315, les chercheurs ont observé le moment exact où prennent vie les « semences » solides qui deviendront de majestueux objets célestes.
La région dans laquelle le monoxyde de silicium se condense en silicates solides. Crédit : ESO / L. Calçada / ALMA (ESO/NAOJ/NRAO) / M. McClure.
Afin de mener à bien l’étude, un groupe de recherche international, dirigé par des scientifiques de l’Observatoire de Leyde (Pays-Bas), a travaillé en étroite collaboration avec des collègues de plusieurs institutions. Parmi celles-ci figurent le Département d’Astronomie de l’Université du Michigan, l’Institut des Sciences Moléculaires d’Orsay de l’Université Paris-Saclay, l’Université technologique de Chalmers et d’autres. Les chercheurs ont utilisé le James Webb et ALMA pour identifier le moment exact où commencent à se former les semences des planètes. Ils ont observé des zones à environ 2,2 unités astronomiques (une UA correspond à la distance entre le Soleil et la Terre, soit environ 150 millions de kilomètres), où les gaz chauds dans le disque protoplanétaire commencent à se condenser et à se solidifier. En particulier, ils ont observé des formations de monoxyde de silicium et d’autres silicates cristallins, le cœur battant des planètes en formation, car ils signalent le passage de la phase gazeuse à la phase solide. La distance de ces semences est similaire à celle de la ceinture d’astéroïdes située entre Mars et Jupiter par rapport au Soleil.
“Pour la première fois, nous avons identifié le moment le plus précoce où commence la formation d’une planète autour d’une étoile autre que notre Soleil,” a déclaré, dans un communiqué de presse de l’ESO, l’une des chercheuses. Ce processus “n’avait jamais été observé auparavant dans un disque protoplanétaire, ni dans aucun autre endroit en dehors de notre système solaire”, a ajouté un co-auteur de l’étude. L’étoile HOPS-315 a actuellement une masse équivalente à 60 pour cent de celle du Soleil, mais elle gagnera en masse à l’avenir. Pour cette raison, le système représente un précieux laboratoire d’étude pour mieux comprendre comment se sont formés les planètes de notre système, y compris la Terre. Les détails de la recherche « Condensation solide réfractaire détectée dans un disque protoplanétaire intégré » ont été publiés dans la revue scientifique Nature.