Nous regardions une étoile ratée se transformer en une planète géante

A certains niveaux, la formation des étoiles et des planètes est simple : elles se forment là où il y a plus de choses. Par conséquent, bien que la matière première de l’étoile puisse être un nuage diffus de gaz, la distribution de ce gaz n’est pas tout à fait égale. Au fil du temps, l’attraction gravitationnelle des régions avec un peu plus de matière attirera plus de matière, aboutissant finalement à suffisamment de matière pour former une étoile. ou deux – dans de nombreux cas, plus d’une concentration de la substance se formera ; Dans d’autres cas, un foyer sera divisé en deux. Les planètes se forment également là où se trouve la matière, car elles sont formées par le disque de matière qui alimente l’étoile en formation.

Bien que cela puisse être vrai en général, il y a deux problèmes avec cela. Premièrement, il n’y a pas de ligne de démarcation claire entre les petites étoiles comme les naines brunes et les planètes massives que nous avons classées dans une catégorie appelée super-Jupiter. Et une poignée de planètes que nous avons pu imager directement semblent orbiter loin de leur étoile hôte, où il ne devrait pas y avoir beaucoup de matière pour déclencher leur formation.

Les astronomes ont annoncé cette semaine avoir photographié la super-planète Jupiter en devenir, loin de l’étoile autour de laquelle elle semble orbiter. Cela suggère que la planète s’est probablement formée par un processus qui produit des étoiles plutôt qu’un processus qui produit des géantes gazeuses comme Jupiter.

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L’étoile en question s’appelle AB Aurigae, et c’est une très jeune étoile située à 500 années-lumière du Soleil. Elle est enchâssée dans un nuage de gaz dont une partie est encore susceptible de tomber dans l’étoile. Au-delà d’eux se trouve un nuage de poussière. Ce nuage est considéré comme un bon candidat pour la formation de planètes pour plusieurs raisons. Tout d’abord, la poussière a été retirée de la région la plus proche de l’étoile. Deuxièmement, le gaz dans le disque interne a été façonné en bras en spirale par les effets de la gravité.

Une équipe de chercheurs a utilisé le temps du télescope pour rechercher des planètes dans AB Aurigae. Et les chercheurs en ont apparemment trouvé un, maintenant appelé AB Aurigae b, à environ 100 unités astronomiques de AB Aurigae (chaque unité astronomique est la distance typique entre la Terre et le Soleil). C’est plus du double de la distance entre le Soleil et Pluton. Cette position place AB Aurigae b à l’intérieur de l’anneau de poussière et dans une position où il devrait pouvoir créer le genre de bras spiraux visibles dans le gaz entre la poussière et l’étoile. Il doit également être en dehors de la région où la densité de matière est suffisamment élevée pour accueillir la formation naturelle de la planète.

Un examen des archives d’images indique que nous avons des indications que la planète existe depuis un certain temps. Les images indiquent clairement qu’AB Aurigae b est en orbite.

Les chercheurs ont utilisé la modélisation pour déterminer la taille de la planète qui pourrait produire la lumière que nous avons vue venir d’AB Aurigae b. Les modèles suggèrent que bien que la planète soit encore susceptible de croître, elle fait déjà quatre fois la masse de Jupiter. Une autre méthode de modélisation suggère que la masse de Jupiter est probablement neuf fois supérieure. Quoi qu’il en soit, la planète rentre définitivement dans la catégorie super-Jupiter.

L’imagerie montre également quelques objets faibles ressemblant à AB Aurigae b, mais plus loin (430 et 580 UAs). Il peut s’agir de planètes supplémentaires, mais nous avons besoin d’observations supplémentaires pour le confirmer.

Que se passe-t-il ici?

Que se passe-t-il? Plus près de l’étoile hôte, on pense que les géantes gazeuses se forment par accrétion de gros noyaux rocheux qui commencent alors à tirer du gaz. Cela ajoute à la masse croissante de la planète et favorise sa croissance future. Cette croissance galopante est interrompue car le gaz qui l’alimente est finalement expulsé par le rayonnement de la jeune étoile.

Cependant, ce processus a peu de chances de réussir aux distances que nous voyons ici. Alors que plus de gaz doit rester plus longtemps, il n’y a pas de substance avec une densité suffisamment élevée pour construire un gros noyau. La croissance débridée ne commencera jamais.

L’alternative est un processus similaire à celui qui crée un système stellaire binaire. Les fluctuations aléatoires de la quantité de matière conduisent à une concentration de matière qui remplit une fonction similaire à celle d’un noyau rocheux. Et puisque le site de formation est loin de l’étoile, il y a une chance que le processus de croissance se poursuive beaucoup plus longtemps, aboutissant à un super-Jupiter.

Astronomie de la nature, 2022. DOI : 10.1038 / s41550-022-01634-x (À propos des DOI).