Deux des grands observatoires de la NASA, le télescope spatial Spitzer et le télescope spatial Hubble, ont fourni aux astronomes un regard sans précédent sur les débris planétaires poussiéreux autour des étoiles de la taille de notre soleil.
Spitzer a découvert pour la première fois des disques poussiéreux autour d'étoiles matures semblables au soleil, connues pour avoir des planètes. Hubble a capturé l'image la plus détaillée jamais vue d'un disque plus brillant entourant une étoile semblable au soleil beaucoup plus jeune. Les résultats offrent des «instantanés» du processus par lequel notre propre système solaire a évolué, de ses débuts poussiéreux et chaotiques à son état actuel plus stable.
«Les jeunes étoiles ont d'énormes réservoirs de matériaux de construction de la planète, tandis que les plus anciennes n'ont plus que des tas de gravats. Hubble a vu les réservoirs et Spitzer, les décombres », a déclaré le Dr Charles Beichman du Jet Propulsion Laboratory (JPL) de la NASA, Pasadena, en Californie. Il est l’auteur principal de l’étude Spitzer. "Cela montre à quel point les deux télescopes se complètent", a-t-il ajouté.
La jeune étoile observée par Hubble a entre 50 et 250 millions d'années. C'est assez vieux pour avoir théoriquement des planètes gazeuses, mais assez jeune pour que des planètes rocheuses comme la Terre puissent encore se former. Les six étoiles plus âgées étudiées par Spitzer ont en moyenne 4 milliards d'années, presque le même âge que le soleil. Ils sont connus pour avoir des planètes gazeuses et des planètes rocheuses peuvent également être présentes. Avant les découvertes, des anneaux de débris planétaires, ou «disques de débris», autour des étoiles de la taille du soleil avaient rarement été observés, car ils sont plus faibles et plus difficiles à voir que ceux autour d'étoiles plus massives.
"La nouvelle image de Hubble nous donne le meilleur aperçu à ce jour de la lumière réfléchie d'un disque autour d'une étoile de la masse du soleil", a déclaré le Dr David Ardila, auteur principal de l'étude de Hubble, de l'Université Johns Hopkins, Baltimore. "Fondamentalement, cela montre l'un des passés possibles de notre propre système solaire", a-t-il déclaré.
Les disques de débris autour d'étoiles plus âgées de la même taille et du même âge que notre soleil, y compris ceux qui hébergent des planètes connues, sont encore plus difficiles à détecter. Ces disques sont 10 à 100 fois plus minces que ceux autour de jeunes étoiles. Les détecteurs infrarouges hautement sensibles de Spitzer ont pu détecter leur lueur chaude pour la première fois.
"Spitzer a établi le premier lien direct entre les planètes et les disques", a déclaré Beichman. "Maintenant, nous pouvons étudier la relation entre les deux." Ces études aideront les futures missions de recherche de planètes, notamment le Terrestrial Planet Finder de la NASA et la Space Interferometry Mission, à prédire quelles étoiles ont des planètes. Trouver et étudier des planètes autour d'autres étoiles est un objectif clé de la mission d'exploration de la NASA.
Les planètes rocheuses surgissent de grands nuages de poussière qui enveloppent les jeunes étoiles. Les particules de poussière entrent en collision et collent ensemble jusqu'à ce qu'une planète se forme finalement. Parfois, les corps qui s'accumulent s'écrasent et se brisent. Les débris de ces collisions s'accumulent dans des disques géants en forme de beignet, dont les centres peuvent être creusés par des planètes en orbite. Avec le temps, les disques s'estompent et un disque de débris plus petit et stable, comme la ceinture de Kuiper remplie de comètes dans notre propre système solaire, est tout ce qui reste.
Le disque de débris imaginé par Hubble entoure l'étoile semblable au soleil appelée HD 107146, située à 88 années-lumière. John Krist, un astronome du JPL, a également utilisé Hubble pour capturer un autre disque autour d'une étoile plus petite, une naine rouge appelée AU Microscopii, située à 32 années-lumière et à seulement 12 millions d'années. La vue Hubble révèle un espace dans le disque, où les planètes peuvent avoir balayé la poussière et dégagé un chemin. Le disque autour de HD 107146 a également un espace interne.
Beichman et ses collègues du JPL et de l'Université de l'Arizona, Tucson, ont utilisé Spitzer pour scanner 26 anciennes étoiles semblables au soleil avec des planètes connues, et en ont trouvé six avec des disques de débris de type ceinture de Kuiper. Les étoiles vont de 50 à 160 années-lumière. Leurs disques sont environ 100 fois plus pâles que ceux récemment imagés par Hubble, et environ 100 fois plus brillants que le disque de débris autour du soleil. Ces disques sont également ponctués de trous en leur centre.
Les deux images Hubble ont été prises avec l'appareil photo avancé pour les levés. Ils seront publiés dans l'Astronomical Journal et l'Astrophysical Journal Letters. Les observations de Spitzer proviennent du photomètre d'imagerie multibande et apparaîtront dans le Astrophysical Journal.
Le Space Telescope Science Institute (STScI) est exploité par l'Association of Universities for Research in Astronomy, Inc. (AURA), pour la NASA, en vertu d'un contrat avec le Goddard Space Flight Center, Greenbelt, MD. Le télescope spatial Hubble est un projet de coopération internationale entre la NASA et l'Agence spatiale européenne (ESA).
Source d'origine: Communiqué de presse Hubble
