Deux équipes d’astronomes ont utilisé ALMA pour dénicher des indices probants de l’existence de trois jeunes planètes autour de l’étoile HD 163296. L’utilisation d’une toute nouvelle méthode de détection planétaire a permis d’identifier trois perturbations au sein du disque de gaz qui encercle la jeune étoile : ces perturbations constituent la preuve formelle de la présence de planètes nouvellement nées. Il s’agit là des toute premières planètes détectées au moyen d’ALMA.
Le Vaste Réseau (Sub-)Millimétrique de l’Atacama (ALMA) a changé notre compréhension des disques protoplanétaires – ces usines à planètes constituées de gaz et de poussière qui encerclent les étoiles jeunes. Les anneaux et sillons qui parsèment ces disques plaident en faveur de l’existence de protoplanètes Toutefois, d’autres phénomènes pourraient être à l’origine de ces structures.
Une nouvelle méthode de détection de planètes, basée sur l’identification d’une dynamique inhabituelle du gaz qui emplit le disque protoplanétaire entourant une étoile jeune, a permis à deux équipes d’astronomes d’obtenir confirmation de l’origine planétaire de plusieurs structures.
“La mesure du flot de gaz à l’intérieur d’un disque protoplanétaire révèle, avec un degré de certitude nettement plus élevé, la présence de planètes en orbite autour d’une jeune étoile”, déclare Christophe Pinte, de l’Université Monash en Australie et de l’Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble (Université de Grenoble-Alpes / CNRS) auteur principal de l’un des deux articles. “
Chaque équipe a analysé les observations d’ALMA de HD 163296, jeune étoile située à quelque 330 années lumière de la Terre dans la constellation du Sagittaire. Cette étoile d’une masse environ deux fois supérieure à celle du Soleil est toutefois âgée que de quatre millions d’années, un millième de l’âge du Soleil.
Les astronomes ont étudié le gaz de monoxyde de carbone (CO) disséminé sur l’ensemble du disque. Les molécules de CO émettent une raie millimétrique très particulière qu’ALMA est capable d’observer en détail. De subtiles variations de longueur d’onde de cette lumière générées par l’effet Doppler révèlent les mouvements du gaz au sein du disque. Une équipe a identifié deux planètes à respectivement 12 milliards et 21 milliards de kilomètres de l’étoile. Une autre équipe a localisé une troisième planète distante de 39 milliards de kilomètres de l’étoile centrale.
Les deux équipes ont utilisé des versions voisines de la même méthode, à la recherche d’anomalies dans le flot de gaz – comme l’attestent les variations de longueur d’onde de la raie en émission du CO, preuves que le gaz interagit avec un objet massif . Dans les deux cas, les chercheurs ont identifié les zones de discontinuité dans le flot de gaz et ils ont pu estimer l’influence de corps planétaires de masses semblables à celles de Jupiter. L’une et l’autre équipe vont continuer d’améliorer cette méthode et l’appliquer à d’autres disques, espérant mieux comprendre la formation des atmosphères planétaires et déterminer les éléments chimiques participant à la naissance d’une planète.
