La planète qui ne devait pas s’être formée

Des chercheurs ont découvert la preuve qu’une planète extrasolaire peut se former très loin de son étoile à, environ, deux fois la distance de Pluton à notre Soleil (soit 2 x 4 400 milliards à 7 400 milliards de kilomètres). La planète se trouve à l’intérieur d’un poussiéreux disque gazeux autour d’une petite étoile naine rouge appelée TW Hydraequi ne fait qu’environ 55 % de la masse du Soleil. Cette découverte s’ajoute à la variété sans cesse croissante de systèmes planétaires dans la Voie Lactée.

Des astronomes, en utilisant le télescope spatial Hubble de la NASA, ont donc découvert des preuves irréfutables d’une planète se formant à 12 000 milliards de km loin de son étoile, une découverte qui pourrait remettre en question les théories actuelles sur la formation des planètes.

Sur près de 900 planètes, en dehors de notre système solaire qui ont été confirmées à ce jour, elle est la première à avoir été découverte à une si grande distance de son étoile.TW Hydrae, est une cible populaire en astronomie, située à 176 années-lumière de la Terre dans la constellation de l’Hydre.

La vue perçante de Hubble a détecté un mystérieux écart dans un vaste disque protoplanétaire de gaz et de poussière tourbillonnant autour de TW Hydrae. L’écart fait 3 milliards de km de large et le disque, 66 000 milliards de km de large. Ce trou circulaire, presque au milieu du disque, a été causé par la croissance d’une planète invisible qui balaie gravitationnellement la matière sur son passage, se frayant un chemin dans le disque, tel un chasse-neige.

Comparaison du système TW Hydrae avec notre système solaire. 

La planète serait, selon les estimations, relativement petite, de 6 à 28 fois plus massive que la Terre. En raison de sa large orbite, elle se déplace lentement autour de son étoile.

Les planètes sont censées se former sur des dizaines de millions d’années. L’accumulation est lente, mais constante alors qu’une planète en devenir ramasse la poussière, les roches et le gaz du disque protoplanétaire. Une planète à 12 000 milliards de km de son étoile devrait prendre 200 fois plus de temps pour se former que Jupiter ne l’a fait à sa distance du soleil, en raison de sa vitesse orbitale plus lente et du manque de matière dans le disque. Jupiter est à 780 000 000 km du soleil et elle s’est formée en 10 millions d’années environ. TW Hydrae est seulement âgée  de 8 millions d’années et, selon cette théorie, il était peu probable qu’elle héberge une planète. Il ne devait pas y avoir assez de temps pour qu’une planète puisse se former grâce à la lente accumulation de débris plus petits.

Pour compliquer encore un peu plus l’histoire, TW Hydrae ne représente que 55 % de lamasse du Soleil. C’est l’étoile à la plus petite masse accompagnée d’une planète si éloignée.

Une théorie alternative, pour la formation d’une planète, suggère qu’un morceau du disque deviendrait gravitationnellement instable et s’effondrerait sur lui-même. Dans ce scénario, une planète pourrait se former plus rapidement, en seulement quelques milliers d’années.

Le disque de TW Hydrae manque également de gros grains de poussière dans ses régions périphériques. Les observations du radiotélescope géant, l’Atacama Large Millimeter Array (ALMA) au Chili, détecte la présence de grains de poussière d’à peu près la taille de grains de sable qui ne sont pas présent au-delà des 9 000 milliards de km de l’étoile, juste en deçà de l’écart. Ce serait donc un énorme défi aux modèles traditionnels de formation des planètes.

Pour l’image d’entête, l’équipe a utilisé la caméra infrarouge de Hubble et son spectromètre multi-objet (NICMOS) pour observer l’étoile dans le proche infrarouge. Les chercheurs ont ensuite comparé les images du NICMOS avec les anciennes données de Hubble et les observations optiques et spectroscopiques du Space Telescope Imaging spectrographe de Hubble (STIS). Concernant TW Hydrae, les chercheurs voient l’écart dans toutes les longueurs d’onde, ce qui indique qu’il s’agit d’une caractéristique structurelle et non d’une illusion causée par les instruments ou par la diffusion de la lumière.

La recherche est publiée dans l’Astrophysical Journal : Distance and kinematics of the TW Hydrae association from parallaxes. L’annonce sur le site de l’Université Carnegie : Exoplanet Formation Surprise.