Les meilleures théories des scientifiques sur la formation des planètes pourraient être fausses, suggèrent de nouvelles recherches. Les astronomes étudient une planète encore en formation au-delà de notre système solaire ont découvert que sa composition chimique ne correspond pas entièrement au disque tourbillonnant de gaz et de poussière à partir duquel il s’est formé. Selon les chercheurs, cette découverte remet en question les modèles standards de formation des planètes et implique qu’ils pourraient être trop simplistes.
La planète naissante, appelée PDS 70b, est un monde presque trois fois plus grand que Jupiter et réside à environ 400 années-lumière de la Terre, dans la constellation du Centaure. Il fait partie d’un système à deux planètes – l’un des rares où les planètes sont encore en fusion, offrant un environnement précieux aux astronomes pour examiner le lien entre les planètes nouveau-nées et leur disque natal. PDS 70b fait le tour de son étoile hôte à une distance similaire à l’orbite d’Uranus autour du soleil, et les précédents observations ont laissé entendre qu’il pourrait approcher de la fin de son ère nouveau-née après avoir accumulé de la masse pendant environ 5 millions d’années.
En mai, les astronomes ont utilisé le télescope Keck II d’Hawaï pour étudier la composition chimique du PDS 70b, en examinant spécifiquement l’abondance de monoxyde de carbone et d’eau. L’équipe a utilisé ces informations pour déduire la quantité de carbone et d’oxygène présentes dans l’atmosphère de la planète – deux des éléments les plus courants dans notre univers après l’hydrogène et l’hélium et donc des traces clés de la formation des planètes.
En comparant ces observations avec les données d’archives sur les gaz présents dans le disque protoplanétaire du système, les chercheurs ont découvert que l’atmosphère de la planète contient beaucoup moins de carbone et d’oxygène que prévu. Ils ont décrit leurs découvertes dans un papier publié mercredi 18 décembre dans Astrophysical Journal Letters.
« C’était un peu surprenant, et cela montre que notre image largement acceptée de la formation des planètes était trop simplifiée », a déclaré l’auteur principal de l’étude. Chih-Chun Hsuun astrophysicien observationnel qui est actuellement chercheur postdoctoral à la Northwestern University dans l’Illinois, a déclaré dans un communiqué. déclaration.
L’étonnante ascension des planètes
Les scientifiques pensent que les planètes, y compris celles de notre système solaire, se forment lorsque des particules du disque protoplanétaire entrent en collision et se collent les unes aux autres, pour finalement former des corps plus gros par accrétion. S’il s’agit effectivement d’un processus universel, les planètes devraient avoir une composition chimique similaire à celle de leurs disques.
Les chercheurs proposent deux scénarios qui pourraient expliquer l’écart observé. Premièrement, le PDS 70b aurait pu incorporer la majorité de son carbone et de son oxygène non pas directement à partir du gaz présent dans le disque protoplanétaire, mais à partir de matériaux solides comme la glace et la poussière, qui auraient contenu du carbone et de l’oxygène piégés.
Télescope spatial James Webb récent observations d’autres systèmes planétaires suggèrent qu’un tel processus est possible et peut influencer la composition chimique des planètes naissantes. Si PDS 70b suivait le même itinéraire, « cette glace et cette poussière se seraient évaporées avant d’entrer sur la planète », co-auteur de l’étude Jason Wangprofesseur adjoint de physique et d’astronomie à l’Université Northwestern, a déclaré dans le communiqué. « Cela pourrait donc nous dire que nous ne pouvons pas simplement comparer le gaz par rapport au gaz – les composants solides pourraient faire une grande différence dans le rapport carbone/oxygène. »
Alternativement, le disque protoplanétaire pourrait s’être enrichi en carbone relativement récemment, comme d’autres les modèles de formation des planètes prédisent. Les données existantes sur le système ne sont pas suffisantes pour faire la distinction entre ces deux possibilités, mais les prochaines observations de la deuxième planète, PDS 70c, pourraient fournir les informations nécessaires à une modélisation plus détaillée du système, ont indiqué les chercheurs.
« En étudiant ces deux planètes ensemble, nous pouvons encore mieux comprendre l’histoire de la formation du système », a déclaré Hsu. « Mais ce n’est qu’un système. Idéalement, nous devrions en identifier davantage pour mieux comprendre comment les planètes se forment. »
