En utilisant une nouvelle technique avec un spectrographe proche infrarouge attaché au Very Large Telescope de l'ESO, les astronomes ont pu étudier des disques de formation de planète autour de jeunes étoiles semblables au Soleil dans des détails inégalés, révélant clairement le mouvement et la distribution du gaz dans les parties internes du disque. Les astronomes ont utilisé une technique appelée «imagerie spectro-astrométrique» pour leur donner une fenêtre sur les régions intérieures des disques où des planètes semblables à la Terre peuvent se former. Ils ont pu non seulement mesurer des distances aussi petites qu'un dixième de la distance Terre-Soleil, mais également mesurer la vitesse du gaz en même temps. «C'est comme remonter 4,6 milliards d'années dans le temps pour observer comment les planètes de notre propre système solaire se sont formées», explique Klaus Pontoppidan de Caltech, qui a dirigé la recherche.
Pontoppidan et ses collègues ont analysé trois jeunes analogues de notre Soleil qui sont chacun entourés d'un disque de gaz et de poussière à partir duquel des planètes pourraient se former. Ces trois disques n'ont que quelques millions d'années et étaient connus pour avoir des lacunes ou des trous, indiquant les régions où la poussière a été éliminée et la présence possible de jeunes planètes. Cependant, chacun des disques est très différent les uns des autres et entraînera probablement des systèmes planétaires très différents. «La nature n'aime certainement pas se répéter», a déclaré Pontoppidan.
Pour l'une des étoiles, SR 21, une énorme planète géante en orbite à moins de 3,5 fois la distance entre la Terre et le Soleil a créé un espace dans le disque, tandis que pour la deuxième étoile, HD 135344B, une planète possible pourrait être en orbite autour à 10 à 20 fois la distance Terre-Soleil. Les observations du disque entourant la troisième étoile, TW Hydrae, peuvent indiquer la présence d'une ou deux planètes.
Les nouveaux résultats confirment non seulement la présence de gaz dans les interstices de la poussière, mais permettent également aux astronomes de mesurer la distribution du gaz dans le disque et l'orientation du disque. Dans les régions où la poussière semble avoir été éliminée, le gaz moléculaire est encore très abondant. Cela peut signifier que la poussière s'est agglomérée pour former des embryons planétaires, ou qu'une planète s'est déjà formée et est en train d'éliminer le gaz dans le disque.
CRIRES, le spectrographe proche infrarouge attaché au Very Large Telescope de l'ESO, est alimenté depuis le télescope via un module d'optique adaptative qui corrige l'effet de flou de l'atmosphère et permet ainsi d'avoir une fente très étroite avec une dispersion spectrale élevée: la largeur de la fente est de 0,2 seconde d'arc et la résolution spectrale est de 100 000. En utilisant la spectro-astrométrie, une résolution spatiale ultime meilleure que 1 milli-seconde d'arc est obtenue.
«La configuration particulière de l'instrument et l'utilisation de l'optique adaptative permettent aux astronomes de réaliser des observations avec cette technique de manière très conviviale: en conséquence, l'imagerie spectro-astrométrique avec CRIRES peut désormais être effectuée en routine», explique un membre de l'équipe Alain Smette, de l'ESO.
Source: Communiqué de presse de l'ESO
