Formation des planètes, les gaz des disques protoplanétaires jouent aussi un rôle

Disque protoplanétaire autour de l’étoile IM Lup, l’un des trois analysés par les chercheurs (crédit : K. Oberg, CfA, et al ; ALMA (NRAO/ESO/NAOJ) ; B. Saxton (NRAO/AUI/NSF))

Une nouvelle étude visant à comprendre comment la poussière des disques protoplanétaires s’agrège pour former de petits « cailloux » qui se transforment ensuite en planètes a été réalisée par une équipe de chercheurs du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics.
Les grains de poussière qui vont ensuite former les galets interagissent avec le gaz présent dans le nuage protoplanétaire lui-même. Ce sont précisément ces gaz qui semblent influencer la distribution des petits grains de poussière et qui jouent donc un rôle dans le « déclenchement » de la formation des galets qui deviennent ensuite de plus en plus gros.

Épaisseur du disque protoplanétaire et distance de l’étoile

Les chercheurs se sont particulièrement intéressés à l’épaisseur du disque protoplanétaire (la hauteur verticale) par rapport à la distance de ce même disque par rapport à l’étoile. De cette façon, diverses caractéristiques du disque lui-même peuvent être étudiées, notamment le rapport entre la masse de gaz et de poussière et la turbulence du disque lui-même.
En utilisant les données ALMA, Hubble et Gemini de trois disques protoplanétaires légèrement inclinés par rapport à la ligne de visée, les chercheurs ont pu analyser ces mêmes disques protoplanétaires en « 3D » et ont acquis plusieurs informations importantes.

Découvertes

Tout d’abord, ils ont constaté que ces disques, lorsqu’ils sont plus éloignés de l’étoile, présentent des grains de poussière dont la hauteur verticale est inférieure à celle du gaz de monoxyde de carbone. C’est le cas pour les deux premiers disques analysés. Dans la troisième, en revanche, le gaz et la poussière avaient la même forme à toutes les distances.
Les scientifiques ont conclu qu’un rapport de masse gaz/poussière supérieur à 100 expliquerait ce qu’ils ont vu dans les deux premiers disques. Il s’agit d’une valeur considérée comme typique pour le milieu interstellaire.

Plusieurs facteurs entrent en jeu lors de la formation d’une planète.

Les mêmes chercheurs sont également parvenus à la conclusion que les hauteurs verticales de gaz et de poussière dans un disque protoplanétaire ne dépendent pas uniquement de la masse, de l’âge ou du type spectral de l’étoile. Plusieurs autres facteurs entrent en jeu, facteurs qui nécessiteront également des études plus approfondies pour clarifier les différentes dépendances. Aussi parce que, dans ce cas, seuls trois disques protoplanétaires ont été analysés et il est donc difficile de tirer des conclusions définitives.

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