PDS 453 : un disque unique révèle une interprétation complexe des signatures de glaces

Les planètes se forment dans des disques de gaz et de poussière. Les glaces jouent un rôle clé dans la formation des planétésimaux et dans l’apport de l’eau dans les planètes telluriques. Ces glaces se forment dans les régions froides des disques protoplanétaires, à la surface des grains de poussière. La spectroscopie infrarouge fournit des informations cruciales sur les propriétés des glaces (type de glaces, fraction massique, taille des grains de poussière) et leur distribution spatiale.

Une étude récente dirigée par Laurine Martinien, étudiante en thèse à l’IPAG, a révélé que la géométrie d’observation joue un rôle étonnamment important dans l’interprétation des spectres observés de glaces. Cette étude s’est concentrée sur PDS 453, un système rare contenant une étoile de masse intermédiaire et un disque fortement incliné. Des observations passées avec le télescope Subaru ont montré que le disque contient de la glace d’eau. La nouvelle analyse repose sur des données d’archives du télescope spatial Hubble ainsi que sur de nouvelles images obtenues par optique adaptative avec le Very Large Telescope, révélant une transition nette en forme d’anneau entre un disque interne et un disque externe.

PDS 453 est observé selon un angle rasant, une géométrie unique dans laquelle le disque masque seulement partiellement la lumière de l’étoile. Ainsi, le spectre observé résulte d’une combinaison de diffusion et d’absorption, un effet ignoré dans les études précédentes et qui doit désormais être pris en compte dans les modèles. En se basant sur un modèle adapté pour reproduire les observations de PDS 453, l’équipe a montré que la forme des bandes de glace d’eau dépend de la géométrie d’observation du système. En particulier, la profondeur de la bande atteint une saturation lorsque le système est trop incliné, ce qui empêche une quantification précise de la quantité de glace dans le disque. Ces résultats auront un impact sur les futures observations de disques avec le télescope spatial James Webb.

© Martinien & al., A&A, DOI : 10.1051/0004-6361/202451475