Les planètes naissent dans des disques tourbillonnants de gaz et de poussière autour des jeunes étoiles. Les astronomes sont vivement intéressés par le processus de formation de la planète, et la compréhension de ce processus est l’un des Télescope spatial James Webb«S (JWST) principaux objectifs scientifiques. PDS 70 est une étoile à proximité avec deux planètes naissantes se formant sur son disque, deux des très rares exoplanètes que les astronomes ont directement imaginé.
Les chercheurs ont développé une nouvelle approche innovante pour observer PDS 70 avec le JWST et ont découvert plus de détails sur le système, y compris la présence possible d’une troisième planète.
PDS 70 est une étoile naine orange à environ 370 années-lumière et accueille deux jeunes planètes en croissance: PDS 70B et PDS 70C. Le très grand télescope (VLT) de l’Observatoire du Sud européen (VLT) a imaginé directement les deux planètes, et PDS 70B a la distinction d’être le tout premier protoplanet jamais imaginé directement. Le VLT a accompli l’exploit en 2018 avec son instrument de sphère révolutionnaire.
Les observations de la sphère, ainsi que d’autres observations, ont permis aux astronomes d’obtenir un aperçu beaucoup plus détaillé des atmosphères, des masses et des températures des planètes.
Maintenant, le JWST a jeté un autre coup d’œil à la paire de jeunes planètes. Les résultats sont dans un nouvel article de la revue astronomique. Il est intitulé « L’interféromètre James Webb: détections interférométriques basées sur l’espace de PDS 70 B et C à 4,8 UM », et l’auteur principal est Dori Blakely. Blakely est étudiante diplômée en physique et en astronomie à l’Université de Victoria, en Colombie-Britannique, Canada.
L’imageur infrarouge proche du JWST et le spectrographe sans fente (NIRISS) ont une caractéristique appelée interférométrie de masquage d’ouverture (AMI), qui lui permet de fonctionner comme un interféromètre. Il utilise un masque spécial avec de minuscules trous sur le miroir principal du télescope. L’interférogramme qu’il crée a une résolution beaucoup plus élevée car la taille effective du télescope devient beaucoup plus grande.
« Dans ce travail, nous présentons des observations interféromètres de James Webb de PDS 70 avec le filtre Niriss F480M, les premières observations interférométriques basées sur l’espace de ce système », écrivent les auteurs. Ils ont trouvé des preuves de matériel entourant PDS 70 B et C, ce qui renforce l’idée que les planètes se forment toujours.
« C’est comme voir une photo de famille de notre système solaire quand ce n’était qu’un tout-petit. C’est incroyable de penser à ce que nous pouvons apprendre d’un système », a déclaré l’auteur principal Blakely dans un communiqué de presse.
Des observations antérieures des planètes PDS 70 ont été faites à des longueurs d’onde plus courtes, qui ont été mieux expliquées par des modèles pour les étoiles de faible masse et les nains bruns. Mais le JWST les a observés à des longueurs d’onde plus longues, la plus longue avec laquelle ils ont jamais été observés. Ces observations ont détecté plus de lumière que les observations précédentes, et les modèles nains à faible masse / brun ne pouvaient pas expliquer la lumière.
Les observations JWST font allusion à la présence de matériaux chauds autour des deux planètes, qui est interprétée comme des matériaux accrétant à partir d’un disque circonétaire. « Notre photométrie des deux PDS 70 B et C fournit des preuves provisoires de l’émission de disque du circonétaire Mid-IR par des modèles de distribution spectrale d’énergie spectrale à ces nouvelles mesures et à celles trouvées dans la littérature », écrivent les auteurs.
Les résultats indiquent que PDS 70 et ses planètes rivalisent pour le même matériau nécessaire pour grandir. La star est une star de T-Tauri qui n’a que environ 5,4 millions d’années. Il n’atteindra pas la séquence principale pour des dizaines de millions d’années de plus et s’accumule toujours activement.
« Ces observations nous donnent une occasion incroyable d’assister à la formation de planète telle qu’elle se produit », a déclaré le co-auteur Doug Johnstone du Herzberg Astronomy and Astrophysics Research Center. « Voir des planètes en train d’accréter du matériel nous aide à répondre à des questions de longue date sur la façon dont les systèmes planétaires se forment et évoluent. C’est comme regarder un système solaire construit sous nos yeux. »
La nouvelle recherche présente également des preuves supplémentaires soutenant une troisième planète autour des étoiles, nommé PDS 70D.
Un article en 2024 présentait des indices d’une troisième planète. Cependant, il y avait beaucoup d’incertitude. Les auteurs de cet article ont écrit qu’ils avaient peut-être trouvé un autre exoplanet, mais il pourrait également s’agir d’une touffe de poussière ou d’une spirale intérieure de matériel. « Les études de suivi de D sont donc particulièrement excitantes », ont écrit les auteurs.
Bien que cette nouvelle recherche ne soit pas uniquement une étude de suivi sur l’exoplanet potentiel, il a contraint certaines des propriétés de l’objet, quel qu’il soit.
S’il y a une troisième planète, elle est significativement différente des deux autres. « … Si l’émission précédemment observée à des longueurs d’onde plus courtes est due à une planète, cette planète putative a une composition atmosphérique différente de la PDS 70 B ou C », explique les auteurs.
« Des observations de suivi seront nécessaires pour déterminer la nature de cette émission. »
Le version originale de cet article a été publié sur Univers aujourd’hui.
