Webb dévoile le début du processus de formation planétaire

MADRID, le 8 novembre (EUROPA PRESS) –

Le télescope Webb confirme un processus impliquant la dérive de solides recouverts de glace des régions extérieures d’un disque formant planète à la zone rocheuse des planètes.

Il a longtemps été proposé que les cailloux glacés qui se forment dans les régions froides extérieures des disques protoplanétaires (la même zone où naissent les comètes dans notre système solaire) devraient être les germes fondamentaux de la formation des planètes. La principale exigence de ces théories est que les cailloux devraient se déplacer vers l’intérieur de l’étoile en raison du frottement dans le disque gazeux, délivrant ainsi des solides et de l’eau aux planètes.

Une prédiction clé de cette théorie est que lorsque les cailloux gelés pénètrent dans la région la plus chaude de la « ligne de neige », là où la glace se transforme en vapeur, ils devraient libérer de grandes quantités de vapeur d’eau froide. C’est exactement ce qu’a observé Webb.

“Webb a finalement révélé le lien entre la vapeur d’eau dans le disque interne et la dérive de cailloux glacés depuis le disque externe”, a-t-il déclaré. c’est une déclaration chercheur principal Andrea Banzatti de la Texas State University, San Marcos, Texas. “Cette découverte ouvre des perspectives intéressantes pour étudier la formation des planètes rocheuses avec Webb !”

“Dans le passé, nous avions cette image très statique de la formation des planètes, presque comme s’il existait des zones isolées à partir desquelles les planètes se formaient”, a expliqué Colette Salyk, membre de l’équipe du Vassar College de Poughkeepsie, New York. “Nous avons désormais la preuve que ces zones peuvent interagir les unes avec les autres. “C’est aussi quelque chose qui se serait produit dans notre système solaire.”

Les chercheurs ont utilisé le MIRI (Mid-Infrared Instrument) de Webb pour étudier quatre disques, deux compacts et deux étendus, autour d’étoiles semblables au Soleil. Ces quatre étoiles sont estimées avoir entre 2 et 3 millions d’années, à peine nouveau-nées dans le temps cosmique.

Les deux disques compacts devraient subir une dérive efficace de galets, les transportant sur une distance équivalente à l’orbite de Neptune. Au contraire, Les disques étendus devraient voir leurs cailloux retenus dans plusieurs anneaux jusqu’à six fois l’orbite de Neptune.

Les observations de Webb ont été conçues pour déterminer si les disques compacts contiennent une plus grande abondance d’eau dans la région rocheuse de la planète intérieure, comme on pourrait s’y attendre si la dérive des galets est plus efficace et fournit beaucoup de masse solide et d’eau aux planètes intérieures. L’équipe a choisi d’utiliser le MRS (spectomètre à moyenne résolution) de MIRI car il est sensible à la vapeur d’eau présente dans les disques.

Les résultats ont confirmé les attentes en révélant un excès d’eau froide dans les disques compacts, par rapport aux gros disques.

Au fur et à mesure que les cailloux se déplacent, à chaque fois qu’ils rencontrent une poussée de pression (un coup de bélier), ils ont tendance à s’y accumuler. Ces pièges à pression n’empêchent pas nécessairement la dérive des cailloux, mais ils l’empêchent. C’est ce qui semble se produire dans les grands disques comportant des anneaux et des espaces.

Les recherches actuelles suggèrent que les grandes planètes pourraient former des anneaux de pression plus élevée, dans lesquels les cailloux ont tendance à s’accumuler. Cela aurait également pu jouer un rôle pour Jupiter dans notre système solaire : inhiber l’approvisionnement en cailloux et en eau de nos petites planètes rocheuses intérieures relativement pauvres en eau.

Lorsque les données sont arrivées pour la première fois, les résultats ont déconcerté l’équipe de recherche. “Pendant deux mois, nous sommes restés bloqués sur ces résultats préliminaires nous disant que les disques compacts avaient une eau plus froide et que les grands disques avaient une eau globalement plus chaude”, se souvient Banzatti. “Cela n’avait aucun sens, car nous avions sélectionné un échantillon d’étoiles ayant des températures très similaires.”

Ce n’est que lorsque Banzatti a superposé les données du disque compact sur les données du grand disque que la réponse est devenue claire : les disques compacts contiennent de l’eau très froide juste à l’intérieur de la ligne de neige, environ dix fois plus proche que l’orbite de Neptune.

“Maintenant, nous voyons enfin clairement que c’est l’eau la plus froide qui présente un excès”, a déclaré Banzatti. “C’est sans précédent et cela est entièrement dû au pouvoir de résolution accru de Webb !”

Les résultats de l’équipe paraissent dans le numéro du 8 novembre de Lettres de journaux astrophysiques.