Coup d'oeil sur la zone de formation des planètes autour d'une jeune étoile

- communiqué de presse

Une équipe internationale, dirigée par des chercheurs du CNRS, vient d'obtenir les premiers résultats avec l'instrument AMBER qui équipe le VLTI de l'ESO. Ces chercheurs ont observé la jeune étoile MCW 297 et ont pu mesurer la taille de son disque protoplanétaire et mettre en évidence un vent composé d'hydrogène en forte expansion. Avec ces résultats et l'aide d'un modèle décrivant les rôles respectifs du disque et du vent stellaire, les chercheurs ont pu décrire précisément l'environnement de cette jeune étoile.

L'étoile MWC 297 est âgée tout au plus de quelques millions d'années, ce qui rapporté à l'échelle humaine où le Soleil serait dans sa belle quarantaine, correspond à quelques dizaines d'heures après sa venue au monde. En observant cet astre, les astronomes ont pu directement étudier les conditions dans lesquelles ils pensent que les étoiles évoluent, et plus précisément la région autour de l'étoile où les planètes se forment. Pour cela, il a fallu l'observer avec deux télescopes en parallèle, grâce au mode interférométrique du Very Large Telescope de l'ESO, ce qui équivaut à un télescope d'une taille de 45 m. En observant ce type d'étoile, les astronomes espèrent comprendre les premiers balbutiements des jeunes étoiles possédant en leur sein les clés de la formation stellaire et planétaire.

L'équipe internationale conduite par Fabien Malbet, chercheur du CNRS au LAOG vient d'observer cet objet avec le VLTI de l'ESO installé sur le site du Paranal au Chili. Cet interféromètre disposait du nouvel instrument AMBER construit par un consortium européen(1) mené par Romain Petrov, chercheur du CNRS au LUAN. Il s'agit en outre d'un des premiers résultats obtenu avec cet équipement. Les données ont été confrontées à un modèle théorique développé au sein de la collaboration AMBER, qui combine une modélisation du vent et du disque d'accrétion des étoiles en cours de formation.

Le disque domine l'émission de lumière dans l'infrarouge, domaine spectral d'observation d'AMBER, tandis que le vent est à l'origine d'une raie spectrale de l'hydrogène (Brγ) deux fois plus intense que l'émission du disque, mais dans un domaine spectral restreint. AMBER en séparant les domaines spectraux a permis de mesurer l'extension spatiale de ces deux phénomènes. Le disque a un diamètre de l'ordre de 1,75 unités astronomiques (1 UA = 150 millions de km), tandis que la raie spectrale de l'hydrogène ionisé provient d'une région correspondant à une région d'un diamètre d'environ 2,5 UA situé de part et d'autre du disque d'accrétion.

L'environnement proche de l'étoile MWC 297 tel que déduit par les observations VLTI/AMBER. Dans cette vue de profil, l'étoile est au centre, le disque protoplanétaire autour de celle-ci, et le vent stellaire au-dessus et au-dessous du disque. La partie interne du système solaire a été ajoutée pour donner un ordre de grandeur des échelles sondées par AMBER. © VLTI/AMBER. LAOG. OSUG. CNRS. INSU. ESO. Le modèle développé par les chercheurs ayant construit AMBER, s'appuyant sur le programme SIMECA rend parfaitement compte des observations réalisées avec AMBER et nous donne une vision précise de l'environnement de cet objet. L'étoile MCW 297 est entourée d'un disque équatorial d'accrétion qui est lui même entouré d'une région d'hydrogène ionisé, se situant juste au-dessus du disque. Cette région a une vitesse d'expansion assez faible de l'ordre de 60 km/s, alors que le reste du vent stellaire s'échappe de facon beaucoup plus rapide au pôle qu'à l'équateur, avec des vitesses pouvant atteindre 600 km/s.

Cette avancée scientifique permet d'ouvrir les portes à des explorations minutieuses de l'environnement très proches des étoiles en formation à des échelles spatiales où les astronomes s'attendent à la formation de planètes.

Contact(s):

• Fabien Malbet, LAOG
  Fabien [dot] Malbet [at] obs [dot] ujf-grenoble [dot] fr, 04 76 63 58 33

Les coordonnées ci-dessus peuvent avoir été mises à jour depuis la publication de cet article.