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Une proto-étoile révèle un nouveau scénario pour la formation des planètes

par assistant com’ - 13 février 2014 ( maj : 22 avril 2014 )

Une équipe internationale d’astronomes, impliquant des chercheurs de l’IPAG, a observé pour la première fois la proto-étoile L1527 à très haute résolution spatiale à l’aide de l’interféromètre ALMA [1]. Les chercheurs ont ainsi pu mettre en évidence une variation chimique dans la composition de la proto-étoile, remettant en cause les scénarios de formations des planètes. Ces résultats paraissent le 13 février dans la revue Nature.

Entre le moment où un nuage de gaz s’effondre sous son propre poids pour former une étoile et la formation du disque protoplanétaire, plusieurs étapes se succèdent. Au départ, la proto-étoile L1527, située dans le nuage moléculaire du Taureau, est enfouie dans une épaisse enveloppe de poussière. Petit à petit, l’enveloppe s’amenuise, et lorsque finalement l’enveloppe a totalement disparu le disque protoplanétaire devient visible. Les planètes peuvent alors se former dans ce dernier.

A gauche : Illustration de l’enveloppe en effondrement et rotation autour de la protoétoile. Au centre : Représentation du modèle utilisé dans le papier. A droite : Accord entre les observations de la molécule c-C3H2 et le modèle. Crédits : Sakai et al.

Les processus de formation du disque de gaz ainsi que les modifications chimiques associées demeuraient jusqu’à ce jour inexplorés observationnellement. Grâce aux observations des espèces c-C3H2 et SO, l’équipe a découvert un changement chimique inattendu dans la zone de transition entre l’enveloppe en effondrement et le disque de gaz. En effet, c-C3H2 disparait complètement à environ 100 unités astronomiques correspondant à la barrière centrifuge alors que SO n’existe que dans un anneau à cette même distance. Jusqu’à présent on pensait que la matière interstellaire était apportée au disque de manière régulière sans changement notable dans la composition chimique. Or il s’avère maintenant que cette hypothèse n’était pas réelle. Cette variation chimique révèle le bord extérieur du disque de gaz qui s’agrandit. Le système Solaire a probablement subi cette même variation lors de son évolution et cette étude apporte un élément important quant à notre compréhension de la formation de notre propre système planétaire.

Contact scientifique local
- Cecilia Ceccarelli, IPAG-OSUG, Cecilia.Ceccarelli |a| obs.ujf-grenoble.fr, 04 76 51 42 01

Cette actualité est également relayée par
- l’Institut national des Sciences de l’Univers du CNRS - INSU
- l’Université Joseph Fourier - UJF
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Référence
A change in the chemical composition of the gas as it forms a disk around a protostar, Nami Sakai1, Takeshi Sakai2, Tomoya Hirota3, Yoshimasa Watanabe1, Cecilia Ceccarelli4, Claudine Kahane4, Sandrine Bottinelli5, Emmanuel Caux5, Karine Demyk5, Charlotte Vastel5, Audrey Coutens6,7, Vianney Taquet8, Nagayoshi Ohashi9,10, Shigehisa Takakuwa11, Hsi-Wei Yen9,11, Yuri Aikawa12 & Satoshi Yamamoto1, Nature, 13 février 2014. Lire l’article (en anglais).
1 Department of Physics, The University of Tokyo, Hongo, Bunkyo-ku, Tokyo, Japan.
2 Department of Communication Engineering and Informatics, The University of Electro-Communications, Chofu, Tokyo, Japan.
3National Astronomical Observatory of Japan, Osawa, Mitaka, Tokyo, Japan.
4 Institut de Planétologie et d’Astrophysique de Grenoble, Grenoble, France
5 Institut de Recherche en Astrophysique et Planétologie (IRAP), Observatoire Midi-Pyrénées (UPS-OMP),Université de Toulouse, Université Paul Sabatier, Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS), Toulouse, France.
6 Niels Bohr Institute, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark.
7 Centre for Star and Planet Formation and Natural History Museum of Denmark, University of Copenhagen, Copenhagen, Denmark
8 National Aeronautics and Space Administration (NASA), Goddard Space Flight Center (GSFC), Astrochemistry Laboratory, NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, Maryland, USA
9 Academia Sinica Institute of Astronomy and Astrophysics, Taipei, Taiwan.
10 Subaru Telescope, National Astronomical Observatory of Japan, Hilo, Hawaii, USA
11 Institute of Astrophysics, National Taiwan University, Taipei, Taiwan
12 Department of Earth and Planetary Sciences, Kobe University, Kobe, Japan


[1ALMA est un interféromètre de pointe qui permet d’explorer les objets de l’Univers, dans le domaine millimétrique et submillimétrique avec une grande sensibilité et une résolution angulaire similaire au télescope spatial Hubble. C’est le plus grand projet existant pour l’astronomie au sol. ALMA est un partenariat entre l’Europe, l’Amérique du Nord et l’Asie de l’Est, en collaboration avec la République du Chili. Il a été inauguré en mars 2013 mais observe depuis 2011.

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