Des simulations informatiques révèlent que des mécanismes physiques empêchent les jeunes planètes, situées dans la zone centrale de leur système, d'être englouties par leur étoile. Ces processus favorisent également leur formation à proximité de l'étoile, expliquant la prévalence des "super-Terres" observées en orbite serrée (Astronomy & Astrophysics, 10 septembre).
Les planètes naissent dans le disque protoplanétaire de gaz et de poussières entourant une étoile naissante. Les particules de poussière s'agrègent progressivement, formant après plusieurs millions d'années des roches de plusieurs kilomètres de diamètre. La gravité prend alors le relais pour assembler ces planétésimaux en planètes.
Des modèles simples prédisaient que les planètes formées près de leur étoile migreraient inexorablement vers l'intérieur, pour être avalées en un million d'années. Pourtant, les observations de systèmes extrasolaires autour d'étoiles solaires contredisent ce scénario.
Pour éclaircir cette énigme, des astronomes du Max-Planck-Institut für Astronomie, en collaboration avec des experts britanniques et américains, ont réalisé des simulations avancées du disque protoplanétaire. Ils ont identifié deux mécanismes expliquant la stabilité des planètes en orbite proche.
Ces jeunes systèmes solaires sont "sûrs pour les enfants" pour les planètes rocheuses jusqu'à dix fois la masse de la Terre. Près de l'étoile, le rayonnement intense chauffe le disque au-delà de 900 °C, vaporisant les silicates en gaz. Ce gaz chaud et turbulent freine les planètes en spirale : à la "limite de sublimation", les turbulences gazeuses les repoussent, les empêchant d'approcher davantage.
Un second effet renforce cette protection. Les petits cailloux (millimètres à centimètres) s'accumulent précisément à cette limite, où le gaz rejette ceux qui s'aventurent trop loin. Des conditions optimales y prévalent pour forger des super-Terres.
Si une super-Terre peut si facilement se former autour d'une jeune étoile, pourquoi n'en trouvons-nous pas dans notre propre système solaire ?
Ces résultats interrogent l'histoire de notre système : une super-Terre a-t-elle existé et fui, ou s'est-elle formée ailleurs ?
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