Photo : La structure en anneau dans le disque autour de GW Orionis
Il y a vingt-cinq ans, la découverte d'une exoplanète – une planète hors de notre système solaire – faisait la une des médias mondiaux. Aujourd'hui, plus de 4 000 exoplanètes confirmées ont été recensées, et les astronomes s'accordent à dire que ce n'est que la partie visible de l'iceberg.
Le processus de formation des planètes est bien établi : une étoile naît d'un nuage de gaz et de poussière. La matière résiduelle forme un disque protoplanétaire, perpendiculaire à l'axe de rotation de la jeune étoile. Les variations de densité dans ce disque entraînent l'agglutination locale de la matière, donnant naissance à des planètes alignées dans un même plan orbital.
Pourtant, plus de la moitié des étoiles possèdent un ou plusieurs compagnons. Que devient alors le disque protoplanétaire dans un tel système ? GW Orionis apporte des réponses. Ce système triple, composé de trois étoiles non coplanaires, est observable car ces étoiles sont encore jeunes et leur disque protoplanétaire visible.
Une équipe internationale, incluant Jacques Kluska et Cyprien Lanthermann de l'Institut d'astronomie de la KU Leuven, observe ce système depuis 2008. Les données du Very Large Telescope (VLT) de l'Observatoire européen austral (ESO) et de l'Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) révèlent l'impact disruptif de ce "ménage à trois" stellaire : le disque est déformé et fragmenté en plusieurs anneaux.
Publiée récemment dans Science, cette recherche est étayée par des simulations numériques. Elles démontrent comment les interactions gravitationnelles des trois étoiles divisent le disque en anneaux, y compris la forme précise de l'anneau interne observé.
Les scientifiques se concentrent sur cet anneau interne, incliné par rapport au disque antipoussière originel. Stefan Kraus, chef de l'équipe et professeur d'astrophysique à l'Université d'Exeter, explique : "Nos images révèlent un cas extrême où le disque n'est pas plan, mais déformé, avec un anneau détaché du disque principal."
À droite : l'anneau interne projette une ombre sur le reste du disque. À gauche : une impression artistique de la partie centrale, incluant l'anneau (voir aussi la vidéo ci-dessous pour une animation).
Les observations indiquent que l'anneau interne contient environ 30 masses terrestres de poussière, largement suffisantes pour former des planètes. Celles-ci présenteraient des orbites elliptiques et inclinées. La recherche d'exoplanètes autour de GW Orionis est lancée.
GW Orionis pourrait modèle un phénomène courant dans l'Univers. L'équipe de Kraus espère utiliser l'Extremely Large Telescope (ELT), successeur du VLT opérationnel vers 2025, pour explorer cette potentielle nouvelle classe d'exoplanètes.
