L'image la plus nette jamais prise d'un disque de poussière autour d'une autre étoile a révélé des structures dans le disque qui sont des signes de planètes invisibles.
Le Dr Michael Liu, astronome à l’Institut d’astronomie de l’Université d’Hawaï, a acquis des images haute résolution de l’étoile voisine AU Microscopii (AU Mic) à l’aide du télescope Keck, le plus grand télescope infrarouge du monde. À une distance de seulement 33 années-lumière, AU Mic est l'étoile la plus proche possédant un disque de poussière visible. Ces disques seraient les lieux de naissance des planètes.
«Nous ne pouvons pas encore imaginer directement de jeunes planètes autour de AU Mic, mais elles ne peuvent pas non plus nous cacher complètement. Ils se révèlent par leur influence gravitationnelle, formant des motifs dans la mer de grains de poussière en orbite autour de l'étoile », a déclaré le Dr Liu.
Les résultats seront publiés dans Science Express en ligne le 12 août et dans l'édition imprimée de septembre de Science.
Un disque de poussière apparaîtrait généralement relativement sans relief et symétrique, car toute perturbation serait lissée lorsque le matériau tournerait autour de l'étoile. Cependant, cela n'est pas observé dans le cas de AU Mic. Au lieu de cela, le Dr Liu a constaté que son disque est inégal et possède des mottes. Ces structures apparaissent et sont maintenues en raison de l'influence gravitationnelle de compagnons planétaires invisibles.
Les amas du disque de l'AU Mic se trouvent à des séparations de 25 à 40 unités astronomiques de l'étoile centrale (où une unité astronomique est la distance de la Terre au Soleil), soit environ 2 à 4 milliards de miles. Dans notre propre système solaire, cela correspond aux régions où Neptune et Pluton résident.
AU Mic est une étoile rouge sombre, avec seulement la moitié de la masse et un dixième de l'énergie produite par le Soleil. Des études antérieures ont montré que AU Mic a environ 12 millions d'années, une époque qui serait une phase active de la formation des planètes. En comparaison, notre Soleil a environ 4,6 milliards d'années, soit environ 400 fois plus, et la formation des planètes s'est terminée depuis longtemps.
«En étudiant de très jeunes étoiles comme AU Mic, nous obtenons un aperçu du processus de formation de la planète en cours. En conséquence, nous apprenons la naissance de notre propre système solaire et de ses planètes », a déclaré Liu.
Les images seules ne peuvent pas encore nous dire quels types de planètes sont présentes, seulement que les planètes sont suffisamment massives pour altérer gravitationnellement la distribution de la poussière. Cependant, de nombreuses structures du disque AU Mic sont elliptiques (non circulaires), ce qui indique que les orbites planétaires sont elliptiques. C'est différent de notre propre système solaire, où la plupart des planètes suivent des orbites circulaires.
Les images de disques autour d'étoiles proches sont très rares. Plus tôt cette année, le Dr Liu et ses collègues ont annoncé la découverte du grand disque poussiéreux autour d'AU Mic. La lumière du disque de AU Mic provient de petites particules de poussière qui reflètent la lumière de l'étoile centrale. Les nouvelles images sont 30 fois plus nettes que les précédentes, permettant la découverte des amas dans le disque interne d'AU Mic.
Le Dr Liu a utilisé le télescope Keck II situé sur Mauna Kea, à Hawaï, pour cette recherche. Les deux télescopes Keck sont les plus grands télescopes infrarouges au monde, chacun avec un miroir primaire de 10 mètres (33 pieds) de diamètre. Les télescopes sont équipés d'une optique adaptative, une technologie puissante qui corrige les images astronomiques pour le flou provoqué par l'atmosphère turbulente de la Terre.
Les images infrarouges résultantes sont les plus nettes jamais obtenues d'un disque circumstellaire, avec une résolution angulaire de 1/25 de seconde d'arc, environ 1/500 000 du diamètre de la pleine lune. Si la vision d'une personne était aussi nette que le système d'optique adaptative Keck, il serait capable de lire un magazine à un mile de distance. Dans le cas de AU Mic, les images Keck peuvent voir des entités aussi petites que 0,4 unités astronomiques, à moins de la moitié de la distance de la Terre au Soleil.
«Il est remarquable de voir à quelle vitesse l’optique adaptative de Keck est passée d’une technologie de démonstration exotique à la production de résultats scientifiques d’une qualité sans précédent», a déclaré le Dr Frédéric H. Chaffee, directeur de l’Observatoire W. M. Keck. «Nous entrons dans une nouvelle ère de l'imagerie haute résolution en astronomie. Les images à couper le souffle de Liu de planètes possibles en formation autour de AU Mic auraient été inimaginables depuis n'importe quel télescope - dans l'espace ou sur Terre - il y a quelques années à peine. C'est une période passionnante pour nous tous. »
Une préimpression du papier peut être trouvée sur le site Web d'astro-ph
Ce travail a été financé en partie par la National Science Foundation.
Source d'origine: communiqué de presse IfA
