SPHERE révèle une formidable variété de disques autour de jeunes étoiles

Communiqué de presse publié par l’ESO le 11 avril 2018

De nouvelles images acquises par l’instrument SPHERE installé sur le Very Large Telescope de l’ESO révèlent, avec des détails insoupçonnés, les disques de poussière autour de jeunes étoiles proches. Tous arborent des formes, des dimensions ainsi que des structures différentes, et témoignent des probables effets des processus de formation planétaire. Les résultats de ces observations, fruit d’une collaboration internationale, font l’objet de deux études impliquant des chercheurs de l’Institut de planétologie et d’astrophysique de Grenoble (IPAG/OSUG, CNRS/UGA).

L’instrument SPHERE qui équipe le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO au Chili permet aux astronomes de s’affranchir de l’éclat des étoiles proches afin d’obtenir une meilleure image des régions environnantes. Cette collection de nouvelles images acquises par SPHERE illustre la grande variété de disques de poussière découverts autour de jeunes étoiles.

Ces disques diffèrent nettement les uns des autres en termes de dimensions et de formes – certains sont composés d’anneaux brillants, d’autres d’anneaux sombres, d’autres encore ressemblent à des hamburgers. Leur aspect varie nettement également en fonction de leur orientation dans le ciel – certains, circulaires, sont vus de face, d’autres, plus étroits, sont observés par la tranche.

La mission première de SPHERE consiste à découvrir et étudier les exoplanètes géantes en orbite autour d’étoiles proches au moyen de l’imagerie directe. Mais l’instrument constitue également l’un des meilleurs outils actuels d’acquisition d’images de disques autour d’étoiles jeunes – ou zones de formation planétaire. L’étude de tels disques s’avère nécessaire pour mieux comprendre la relation qui unit les propriétés du disque à la formation et à la présence de planètes.

La plupart des jeunes étoiles qui composent cet échantillon sont issues d’une nouvelle étude concernant les étoiles de type T Tauri, une classe d’étoiles très jeunes (âgées de moins de 10 millions d’années) caractérisées par une luminosité variable. Les disques qui entourent ces étoiles sont composés de gaz, de poussière et de planétésimaux – les blocs constitutifs des planètes et les géniteurs des systèmes planétaires.

Ces images révèlent également le probable aspect qu’arborait notre Système Solaire peu après sa formation, voici plus de quatre milliards d’années.

La plupart des images présentées ici sont issues du sondage DARTTS-S (Disques Autour des Etoiles T-Tauri avec SPHERE). Les distances des cibles s’échelonnaient entre 230 et 550 années lumière de la Terre. À titre comparatif, la Voie Lactée s’étend sur quelque 100 000 années lumière. Ces étoiles sont donc relativement proches de la Terre. Toutefois, même à cette distance, il s’avère particulièrement difficile d’obtenir de bonnes images de la faible lueur émise par les disques, car ils sont noyés dans l’intense lumière en provenance de leurs étoiles hôtes.

Une autre observation effectuée au moyen de SPHERE a révélé l’existence d’un disque incliné autour de l’étoile GSC 07396-00759, membre d’un système stellaire multiple référencé au sein de DARTTS-S. Curieusement, et bien qu’ils se soient formés simultanément, ce nouveau disque semble plus évolué que le disque riche en gaz qui encercle l’étoile T Tauri du même système. Cette étrange différence évolutive entre les disques qui entourent deux étoiles du même âge invite les astronomes à étudier plus en détails les disques et leurs caractéristiques.

Les astronomes ont utilisé SPHERE dans le but d’obtenir de nombreuses autres images spectaculaires, ainsi que pour les besoins d’autres études portant sur l’interaction d’une planète avec un disque, les mouvements orbitaux au sein d’un système, et l’évolution temporelle d’un disque.

Les nouveaux résultats de SPHERE, combinés aux données acquises par d’autres télescopes tel ALMA, sont en train de révolutionner notre compréhension des environnements qui entourent les jeunes étoiles ainsi que des processus complexes qui concourent à la formation planétaire.

Liens :

– Page Web dédiée au consortium SPHERE
– Photos du VLT
– Photos de SPHERE

Sources

Les images des disques qui entourent les étoiles de type T Tauri ont fait l’objet d’un article intitulé “Disks Around T Tauri Stars With SPHERE (DARTTS-S) I : SPHERE / IRDIS Polarimetric Imaging of 8 Prominent T Tauri Disks", par H. Avenhaus et al., à paraître au sein de la revue Astrophysical Journal. arXiv : 1803.10882
La découverte d’un disque incliné est détaillée au sein de l’article intitulé "A new disk discovered with VLT/SPHERE around the M star GSC 07396-00759", par E. Sissa et al., à paraître au sein de la revue Astronomy & Astrophysics. DOI : 10.1051/0004-6361/201832740