Existe t’il des planètes rocheuses autour des naines brunes ?

Illustration d’un disque de poussières cosmiques autour de la naine brune Rho-Oph 102

Une équipe d’astronomes a observée avec surprise des grains de poussières de tailles millimétrique autour d’une naine brune. Cette découverte contrarie les modèles de formation de planètes rocheuses et suggère qu’elles soient plus abondantes qu’imaginer.

Même si il est encore inachevé, l’ensemble de radio-télescopes ALMA (Atacama Large Millimeter/submillimeter Array) fait déjà des merveilles et comble les astronomes. Sensible aux longueurs d’ondes millimétriques et submillimétriques, il est “un nouvel outil puissant pour percer les mystères de la formation des systèmes planétaires” explique Leonardo di Testi (ESO) qui a participé à cette étude du disque de poussière qui enveloppe une étoile de type naine brune. “Obtenir ce résultat avec les générations précédentes de télescopes aurait nécessité au moins un mois d’observation – une durée impossible en pratique. Mais, en utilisant seulement un quart du nombre final d’antennes d’ALMA, nous avons été capables de le faire en moins d’une heure !” ajoutait-il. Evidemment cela promet de magnifiques découvertes dés 2013, date de la mise en fonction de la totalité de ses 66 antennes.

Intéressés par une naine brune et le sombre disque de poussières cosmiques qui l’enveloppe, les chercheurs ont découvert avec surprise la présence importante de grains de taille millimétrique sur ses bords. Couramment observé autour de jeunes étoiles, leur agrégation forme des blocs de plus en plus gros puis des planétésimaux et enfin des planètes. Une possibilité jusque là écartée pour ce type de monde extrême pensé comme incompatible avec la formation planétaire. Les observations contrarient les théories échafaudées interdisant, dans un milieu si pauvre et froid, la coalescence de la matière en raison de particules trop rapides et/ou précipitées vers le disque interne.

“Nous avons été totalement surpris de découvrir des grains de la taille du millimètre dans ce petit disque fin”, raconte Luca Ricci de la California Institute of Technology. « Des grains solides de cette taille ne devraient pas pouvoir se former dans les régions périphériques froides d’un disque autour d’une naine brune, mais il apparaît pourtant que c’est possible. Nous ne pouvons pas être certains qu’une planète rocheuse à part entière puisse se développer ici, ou si cela a déjà été le cas, mais nous en voyons ici les premières phases. Aussi, nous allons devoir réviser nos hypothèses concernant les conditions requises pour que ces corps solides croissent.”

L’objet ISO-Oph 102 — ou Rho-Oph 102 — est une étoile de la famille des naines brunes qui, avec ses 60 masses Jupiter (ce qui représente seulement 0,006 fois la masse du Soleil) ne chauffe pas assez pour démarrer la fusion nucléaire et briller. De petite taille, elle produit doucement de l’énergie par contraction gravitationnelle et rayonne des mêmes couleurs que la braise dans le visible. Distante d’environ 400 années-lumière, elle appartient à l’immense complexe Rho Ophiuchi (voir superbe photo ci-dessous de Digital Sky Survey 2) qui a donné naissance à des centaines d’étoiles et en prépare des centaines d’autres encore.

D’une espérance de vie très longue, les naines brunes qui sont difficiles à détecter, sont très nombreuses dans les galaxies. Si il en existe avec des planètes telluriques autour, il parait difficile d’imaginer qu’elles puissent être habitables. Ce sont des mondes froids et obscurs au développement très lent …

Quand le complexe ALMA sera pleinement opérationnel, les scientifiques seront alors « capables non seulement de détecter la présence de petites particules dans les disques, mais aussi et surtout de cartographier leur répartition dans le disque circumstellaire et d’étudier leur façon d’interagir avec le gaz que nous avons aussi détecté dans le disque. Ceci nous aidera à bien mieux comprendre comment se forment les planètes.” estime Lucca Ricci. Plus que quelques mois à attendre pour en découvrir plus.

Crédit photo et vidéo : ALMA (ESO/NAOJ/NRAO), M. Kornmesser et L. Calçada (ESO).