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Des disques protoplanétaires étonnamment froids

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Normalement, un signal négatif est physiquement impossible.Capture d'écran Gentside

Il est toujours difficile de connaître l'origine des choses, surtout quand il s'agit de notre Univers. Les planètes par exemple ne viennent pas de nulle part. Elles sont issues d'un long processus qui impliquent notamment les disques protoplanétaires. Constituées de gaz et de poussières, ces structures sont à l'origine des corps de notre Univers, aussi bien planètes que satellites.

Toutefois, les processus exacts de formation restent encore très mystérieux. Des astronomes de l'Observatoire européen austral (ESO) viennent d'en apporter la preuve en observant une «soucoupe volante» très particulière. C'est à l'aide de deux télescopes très puissants, ALMA installé à Atacama et IRMA installé en Espagne, que les scientifiques ont pu scruter cette formation.

Évidemment, il ne s'agit pas réellement d'une soucoupe volante («Flying saucer»). C'est en réalité un disque protoplanétaire situé autour d'une jeune étoile appelée 2MASS J1628137-243139. Un astre faisant partie de Rho Ophiuchi, une région de formation d'étoiles située à 400 années-lumière de la Terre.

Des grains de poussière étonnamment froids

Plus précisément, les astronomes se sont intéressés aux molécules de monoxyde de carbone situées dans le disque. Grâce à ALMA, ils ont pu obtenir des images très précises mais ils ont aussi fait une observation étrange. Dans certains cas, ils ont abouti à un signal négatif. «Normalement, un signal négatif est physiquement impossible», précise l'ESO dans un communiqué. Ce n'était pourtant pas une erreur.

«Ce disque ne peut être observé sur un ciel nocturne sombre et vide. À la place, on aperçoit sa silhouette se découper dans la lumière de la nébuleuse Rho Ophiuchi. Cette lumière diffuse est trop étendue pour être détectée par ALMA mais le disque l'absorbe. Le résultat négatif signifie que certaines parties du disque sont plus froides que leur environnement», explique le principal auteur de l'étude Stéphane Guilloteau.

En combinant ces mesures avec des observations réalisées à l'aide d'IRAM, les scientifiques sont arrivés à la conclusion que la température des grains de poussière du disque avoisine les -266°C, soit 7 degrés Kelvin au-dessus du zéro absolu. Cette mesure ne correspond pas à la température prévue par les modèles actuels, comprise entre -258 et -253°C.

Des modèles théoriques à revoir?

Cette différence est d'une importance cruciale pour les scientifiques. Elle suggère que les grains de poussière ont des propriétés différentes que celles qu'on leur attribuait jusqu'ici et qui ne leur permettent pas de devenir aussi froides. Il est possible «par exemple que la température dépende de la taille du grain, que les plus gros soient plus froids que les plus petits», relève Emmanuel di Folco, co-auteur de l'étude. «Mais il est trop tôt pour l'affirmer».

S'il s'avère que les températures basses sont une caractéristique normale des disques protoplanétaires, ceci pourrait avoir de nombreuses conséquences. Notamment sur notre compréhension de la façon dont ces formations naissent et évoluent au fil du temps. Car des grains plus froids agiront et contribueront différemment à la formation des planètes.

«De plus amples observations sont nécessaires mais il semble que la poussière plus froide découverte par ALMA peut avoir des conséquences significatives sur la compréhension des disques protoplanétaire», conclut ainsi l'ESO dans son communiqué.

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