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Hubble voit un énorme nuage de poussière autour d'une étoile qui vient de se former

Astronomie : Hubble voit un énorme nuage de poussière autour d'une étoile qui vient de se former

Les étoiles plus jeunes sont entourées d'un nuage de débris poussiéreux, appelé disque circumstellaire. Ce disque est un matériau issu de la formation de l'étoile, et c'est à partir de ce matériau que les planètes se forment. Mais les scientifiques qui utilisent le Hubble ont étudié une énorme structure de poussières sur environ 150 milliards de kilomètres. Appelée exo-ring, cette structure nouvellement imagée est beaucoup plus grande qu'un disque circumstellaire, et la vaste structure enveloppe la jeune étoile HR 4796A et son disque circumstellaire interne.

La découverte d'une structure de poussière autour d'une jeune étoile n'est pas nouvelle, et l'étoile de ce nouveau document de Glenn Schneider de l'Université de l'Arizona est probablement notre système de débris exoplanétaires le plus étudié (et le meilleur). Mais le papier de Schneider, avec la capture de cette nouvelle structure de poussière énorme, semble avoir mis au jour une partie de l’interaction entre les corps du système qui était auparavant cachée.

Schneider a utilisé le spectrographe d'imagerie du télescope spatial (STIS) du Hubble pour étudier le système. Le disque interne du système était déjà bien connu, mais l'étude de la structure plus grande a révélé plus de complexité.

Le télescope spatial Hubble a mis en image une vaste structure de poussière complexe entourant l'étoile HR 4769A. Les astronomes connaissent bien la bague intérieure brillante, mais l’énorme structure de poussière qui entoure tout le système est une nouvelle découverte. Image: NASA / ESA / G. Schneider (Univ. D'Arizona)

Cette vaste structure de débris poussiéreux a probablement pour origine des collisions entre des planètes en formation dans le petit anneau intérieur. La pression extérieure exercée par l'étoile HR 4769A a ensuite propulsé la poussière dans l'espace. L’étoile est 23 fois plus lumineuse que notre Soleil, elle a donc l’énergie nécessaire pour envoyer la poussière à une distance aussi grande.

Un communiqué de presse de la NASA décrit cette vaste structure en anneau comme une chambre à air en forme de «coup de poing» frappée par un camion ». Elle s'étend beaucoup plus loin dans un sens que dans l'autre et semble écrasée d'un côté. Le papier présente quelques causes possibles pour cette extension asymétrique.

Il pourrait s'agir d'une vague d'étrave causée par le passage de l'étoile hôte dans le milieu interstellaire. Ou bien cela pourrait être sous l’influence gravitationnelle du compagnon binaire de l’étoile (HR 4796B), une étoile naine rouge située à 54 milliards de kilomètres de l’étoile principale.

«La répartition de la poussière est un signe révélateur de l’interactivité dynamique du système interne contenant l’anneau» Glenn Schneider, Université de l’Arizona, à Tucson.

La nature asymétrique de la vaste exo-structure suggère des interactions complexes entre toutes les étoiles et les planètes du système. Nous sommes habitués à voir la pression de radiation de l'étoile hôte façonner le gaz et la poussière dans un disque circumstellaire, mais cette étude nous présente un nouveau niveau de complexité à prendre en compte. Et étudier ce système pourrait ouvrir une nouvelle fenêtre sur la formation des systèmes solaires dans le temps.

Image d'artiste représentant un disque circumstellaire de débris autour d'une étoile lointaine. Ces disques sont communs autour des étoiles plus jeunes, mais l’étoile de cette étude a un nuage de poussière énorme qui enveloppe et annule l’anneau intérieur plus petit. Crédit: NASA / JPL

«Nous ne pouvons pas traiter les systèmes de débris exoplanétaires comme étant simplement isolés. Les effets environnementaux, tels que les interactions avec le milieu interstellaire et les forces dues aux compagnons stellaires, peuvent avoir des conséquences à long terme sur l'évolution de tels systèmes. Les asymétries globales du champ de poussière extérieur nous indiquent qu'il y a beaucoup de forces en jeu (au-delà de la simple pression de radiation hôte-étoile) qui déplacent le matériau. Nous avons constaté de tels effets dans quelques autres systèmes, mais voici un cas où nous voyons beaucoup de choses se dérouler en même temps », a expliqué Schneider.

Le document suggère que l'emplacement et la luminosité des anneaux plus petits au sein de la structure de poussière plus grande impose des contraintes sur les masses et les orbites des planètes dans le système, même lorsque les planètes elles-mêmes ne peuvent pas être vues. Mais cela nécessitera plus de travail pour déterminer avec précision.

Ce document représente un raffinement et une avancée des capacités d'imagerie de Hubble. L'auteur du document espère que les mêmes méthodes que celles utilisées dans cette étude pourront être utilisées sur d'autres systèmes similaires afin de mieux comprendre ces grandes structures de poussière, comment elles se forment et quel rôle elles jouent.

Comme il le dit dans sa conclusion, «avec la plupart des défis techniques, si ce n'est la plupart, maintenant compris et résolus, cette capacité devrait être utilisée au maximum avant la fin de la mission HST, afin de créer un héritage des images les plus robustes. des systèmes de débris exoplanétaires hautement prioritaires en tant que base propice à de futures recherches en science des systèmes exoplanétaires. "

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