Les astronomes ont annoncé le 10 janvier qu'ils avaient une avance dans le cas des disques manquants. Le rapport a été présenté par un étudiant diplômé de l'UCLA et un doctorat. le candidat Peter Plavchan; son conseiller, Michael Jura; et Sarah Lipscy, maintenant chez Ball Aerospace, à la réunion de l'American Astronomical Society à San Diego. Ce plomb pourrait expliquer les preuves manquantes de naines rouges formant des systèmes planétaires.
La preuve
Les naines rouges (ou M naines) sont des étoiles comme notre Soleil à bien des égards mais plus petites, moins massives et plus faibles. Environ 70% de toutes les étoiles de notre galaxie sont des naines rouges.
"Nous aimerions comprendre si ces étoiles forment des planètes, comme le font les autres étoiles de notre galaxie", a déclaré Plavchan, qui dirige cette recherche.
On sait qu'environ la moitié de toutes les étoiles nouveau-nées possèdent les matériaux pour fabriquer des planètes. Lorsque les étoiles naissent, les matériaux restants forment ce que les astronomes appellent un disque primordial entourant l'étoile. À partir de ce disque primordial, composé de gaz et de petits grains de matériaux solides que les astronomes appellent «poussière», les planètes peuvent commencer à se développer. Au fur et à mesure que ces «planétésimaux» se développent en accrétant des matériaux voisins dans le disque primordial, ils entrent également en collision les uns avec les autres. Ces collisions sont fréquentes et violentes, produisant plus de poussière formant un nouveau disque de débris après que l'étoile a environ 5 à 10 millions d'années. Dans notre propre système solaire, nous voyons partout des preuves de ces violentes collisions qui ont eu lieu il y a plus de 4 milliards d'années? comme les cratères sur la lune.
Le disque de débris de «poussière» laissé par ces anciennes collisions dans notre propre système solaire s'est dissipé depuis longtemps. Les astronomes ont cependant découvert de nombreuses jeunes étoiles dans la partie locale de notre galaxie où ces disques de débris sont encore visibles. Ces étoiles sont prises en train de former des planètes et présentent un grand intérêt pour les astronomes qui veulent comprendre comment ce processus fonctionne. Curieusement, seules deux de ces étoiles avec des disques de débris se sont révélées être des naines rouges: AU Microscopium (AU Mic) et GJ 182, situées à 32,4 années-lumière et à environ 85 années-lumière de la Terre, respectivement.
Malgré les naines rouges détenant une solide majorité parmi les différents types d'étoiles de notre galaxie, seules deux ont été trouvées avec des traces de disques de débris. Si la moitié de toutes les naines rouges ont commencé avec le matériau pour former des planètes, qu'est-il arrivé aux autres? Où sont passés les matériaux et la poussière entourant ces étoiles? Des facteurs tels que l'âge, la taille plus petite et la faiblesse des naines rouges ne tiennent pas pleinement compte de ces disques manquants.
L'enquête
En décembre 2002 et avril 2003, Plavchan, Jura et Lipscy ont observé un échantillon de neuf naines rouges à proximité avec le spectromètre à longue longueur d'onde, une caméra infrarouge sur le télescope de 10 mètres de l'observatoire Keck à Mauna Kea, à Hawaï. Ces neuf étoiles sont toutes situées à moins de 100 années-lumière de la Terre et pourraient potentiellement posséder des disques de débris. Aucun, cependant, n'a montré de preuve de la présence de poussières chaudes produites par les collisions des planètes en formation.
Soutenus par les recherches précédentes qui ont également été menées les mains vides, les chercheurs ont examiné ce qui rend les naines rouges différentes des autres étoiles plus grandes et plus brillantes trouvées avec des disques de débris.
"Nous devons considérer comment la poussière de ces jeunes naines rouges est éliminée et où elle va", a déclaré Jura, le directeur de thèse de Plavchan.
Dans d'autres jeunes étoiles plus massives? Types A, F et G? la poussière est principalement éliminée par la traînée de Poynting-Robertson, l'éruption radiative et les collisions.
"Ces deux premiers processus sont tout simplement inefficaces pour les naines rouges, donc quelque chose d'autre doit se passer pour expliquer la disparition des disques de débris", a déclaré Plavchan.
Sous la traînée de Poynting-Robertson, conséquence de la relativité restreinte, la poussière s'enroule lentement vers l'étoile jusqu'à ce qu'elle se réchauffe et se sublime.
La nouvelle piste dans l'affaire
Plavchan, Jura et Lipscy ont découvert qu'il existe un autre processus similaire à la traînée de Poynting-Robertson qui peut potentiellement résoudre le cas des disques de débris nains rouges manquants: la traînée du vent stellaire.
Des étoiles comme notre Soleil et les naines rouges possèdent un vent stellaire? les protons et autres particules qui sont entraînés par les champs magnétiques dans les couches externes d'une étoile à des vitesses supérieures à quelques centaines de kilomètres par seconde et expulsés dans l'espace. Dans notre propre système solaire, le vent solaire est responsable de la formation de la queue des comètes et de la production des aurores boréales sur Terre.
Ce vent stellaire peut également produire une traînée sur les grains de poussière entourant une étoile. Les astronomes connaissent depuis longtemps cette force de traînée, mais elle est moins importante que la traînée de Poynting-Robertson pour notre propre Soleil. Les naines rouges, cependant, connaissent des tempêtes magnétiques plus fortes et ont par conséquent des vents stellaires plus forts. De plus, les données des rayons X montrent que les vents nains rouges sont encore plus forts lorsque les étoiles sont très jeunes et que les planètes se forment.
«La traînée du vent stellaire peut« effacer »la preuve de la formation de planètes autour des naines rouges en éliminant la poussière produite lors des collisions qui ont lieu. Sans une traînée de vent stellaire, le disque de débris serait toujours là et nous pourrions le voir avec la technologie actuelle », a déclaré Plavchan.
Cette recherche résout potentiellement le cas des disques manquants, mais plus de travail est nécessaire. Les astronomes connaissent peu la force des vents stellaires autour des jeunes étoiles et des naines rouges. Alors que d'autres observations de naines rouges par le Spitzer Infrared Telescope Facility ont soutenu cette recherche, ce cas ne sera pas fermé tant que nous ne pourrons pas mesurer directement la force des vents stellaires autour des jeunes naines rouges.
Cette recherche a été soumise à The Astrophysical Journal pour publication et est financée par la NASA.
Source d'origine: Communiqué de presse de l'UCLA
