Disques de planètes en formation en orbite autour d’étoiles binaires étudiées par les astronomes

Exemples de disques protoplanétaires alignés et désalignés autour d’étoiles binaires (disques circumbinaires), observés avec ALMA. A gauche, le disque n’est pas aligné, à droite, le disque est aligné sur l’orbite des étoiles (crédit : ALMA (ESO / NAOJ / NRAO), I. Czekala et G. Kennedy ; NRAO / AUI / NSF, S. Dagnello)

Grâce à des télescopes de plus en plus perfectionnés, tant sur la Terre que dans l’espace, nous avons découvert ces dernières années de nombreuses exoplanètes et parmi elles, il y a aussi celles qui tournent autour d’étoiles binaires. D’autre part, les étoiles binaires ne sont nullement une rareté dans notre galaxie ; au contraire, elles représentent un bon pourcentage de toutes les étoiles qui s’y trouvent.

Les planètes en orbite autour de paires d’étoiles sont souvent surnommées à la blague « planètes Tatooine » par les astronomes, du nom de la planète d’origine de Luke Skywalker, l’un des héros de la saga Star Wars. De même, les disques protoplanétaires à partir desquels ces planètes sont formées sont appelés disques circonbinaires.
Les orbites particulières des étoiles binaires peuvent déformer et incliner ces disques de manière à ce qu’ils soient désalignés par rapport au plan orbital des étoiles elles-mêmes.

Une nouvelle étude, menée par l’astronome Ian Czekala de l’Université de Californie à Berkeley et son équipe, s’est intéressée aux exoplanètes qui tournent autour de systèmes stellaires binaires plus grands que la moyenne, c’est-à-dire ceux dont les étoiles sont les plus espacées. Dans ce cas, les disques protoplanétaires sont encore plus inclinés.
Les astronomes ont compris que le désalignement entre les étoiles binaires et les disques protoplanétaires qui tournent autour d’elles dépend très fortement de la période orbitale des étoiles.

Plus ce dernier est court, plus la probabilité que le disque protoplanétaire soit aligné ou presque en orbite avec les étoiles est grande.
Les chercheurs ont calculé que les systèmes binaires ayant des périodes de plus d’un mois, c’est-à-dire ceux dans lesquels une étoile fait un tour autour de l’autre en plus d’un mois, voient la présence de disques protoplanétaires déjà non alignés.

« Grâce à notre étude, nous savons maintenant qu’il n’y a probablement pas une grande population de planètes mal alignées que Kepler a manquées, car les disques circonbinaires autour des étoiles binaires étroites sont généralement alignés avec leurs hôtes stellaires », rapporte Czekala. Le télescope spatial Kepler ne peut détecter les exoplanètes qu’en utilisant la méthode de transit et donc seulement lorsque les étoiles et la planète sont alignées.

Les astronomes ont toujours eu un doute sur l’existence possible d’une grande population d’exoplanètes en orbite autour de paires d’étoiles non détectées parce que leur orbite était mal alignée. Et comme Kepler a réussi à découvrir des planètes autour d’étoiles binaires qui complètent une orbite autour d’elles en moins de 40 jours, il s’ensuit qu’il ne doit pas y avoir beaucoup de planètes « mal alignées ».
Maintenant, Czekala et ses collègues veulent comprendre comment l’inclinaison des disques protoplanétaires peut affecter la formation de la planète.