Des structures mystérieuses
Une équipe de chercheurs a observé des structures qui s’échappent du centre du disque de débris entourant une jeune étoile à des vitesses élevées. “C’est comme si quelqu’un avait étalé avec le doigt une image fraîchement peinte suivant une ligne ondulée,” explique Christian Thalmann, astrophysicien à l’EPF de Zürich. «Nous sommes restés sans voix lorsque nous avons vu l’image pour la première fois dans la salle de contrôle à l’observatoire au Chili», se souvient Christian Thalmann de l’Institut d’astronomie de l’EPF de Zurich, membre du Projet de Recherche National PlanetS et boursier Marie Curie. Avec une équipe de collègues internationaux, il a utilisé le Very Large Telescope (VLT) de l’European Southern Observatory (ESO) pour observer l’objet UA Microscopii, une jeune étoile dans notre voisinage qui est à “seulement” 23 années-lumière. Les astronomes savent depuis des années que l’UA Mic est entourée d’un disque de débris. Grâce à SPHERE, un instrument nouvellement installé sur le VLT, ils ont pu résoudre clairement la partie interne du disque pour la première fois.
Images du disque de AU Mic prise par Hubble en 2010 et 2011, à comparer avec celle prise par SPHERE en 2014. Le cercle noir au centre résulte du blocage de la lumière de l’étoile centrale. (Credit: ESO, NASA & ESA)
L’image étonnante a montré cinq structures courbées à des distances différentes de l’étoile, un peu comme des vagues sur la surface de l’eau. “Personne n’avait prévu de trouver de telles structures détaillées bien définies, et aussi éloignées », explique Christian Thalmann: «Au début, certains membres de l’équipe pensaient que les observations avaient été tordues par accident.”
Vitesse énorme
Les chercheurs ont été encore plus surpris quand ils ont comparé les nouvelles images avec les données obtenues en utilisant le télescope spatial Hubble en 2010 et 2011. Les anciennes images faisaient déjà allusion à des structures ondulées et en forme d’arc. “Nous avons donc contacté les auteurs de cette étude et nous avons traité ensemble leurs données », rappelle le chercheur EPF. Cela a permis à l’équipe de retracer le développement des structures sur une période de cinq ans. Résultat: les arcs se déplacent vers l’extérieur de l’étoile à des vitesses étonnamment élevées jusqu’à 10.000 kilomètres par heure. Comme le rapporte l’équipe internationale et l’auteur principal, Anthony Boccaletti dans Nature, les structures ne peuvent pas être liées à des orbites fermées autour de l’UA Mic, mais doivent plutôt être éjectées du système.
“Nous ne savons toujours pas ce qui phénomène le phénomène que nous avons observé,” explique Christian Thalmann. Les facteurs clés pourraient inclure une planète jusqu’ici inconnu ou le fait que l’UA Mic est une étoile exceptionnellement active. Il est généralement admis que les disques de débris tel que celui entourant AU Mic viennent d’une « ceinture d’astéroïdes », dans laquelle les roches qui se collisionnent les unes avec les autres forment des débris de plus en plus fine. La poussière fine créée dans ce processus est soufflée vers l’extérieur par le vent stellaire, formant ainsi un disque en expansion. «Mon hypothèse est maintenant que la planète a forgé la ceinture d’astéroïdes dans une forme irrégulière, ce qui fait que certaines des collisions ont lieu au-dessus ou au-dessous du plan du disque,” explique le chercheur EPF. “Si des explosions particulièrement puissantes provenant de l’étoile atteignent ces parties de la ceinture d’astéroïdes, elles pourraient entraîner de grandes quantités de poussière en dehors du système. Nous serions alors en mesure d’observer ces structures comme localisées au-dessus du plan du disque. ”
Pour comprendre ce phénomène mystérieux, les chercheurs ont l’intention de suivre le mouvement et le développement ultérieur des structures grâce à des observations régulières d’une part, et pour obtenir de plus amples informations sur la composition spatiale et chimique de la poussière d’autre part. “Et, bien sûr, si une planète jusqu’ici inconnue devrait faire partie du puzzle, nous espérons bien la trouver», explique Christian Thalmann.
Référence:
Anthony Boccaletti, Christian Thalmann, et al.: “Fast-Moving Structures in the Debris Disk Around AU Microscopii”, Nature, 8 October 2015.
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