Télescope James Webb: des chercheurs percent le mystère de la sélection naturelle des planètes

Survivra, survivra pas ? En braquant l’inestimable télescope James Webb sur une « pouponnière d’étoiles » de la nébuleuse d’Orion, des chercheurs ont découvert pourquoi certaines planètes se désintègrent en pleine jeunesse:

Jupiter l'aurait échappé belle... Mais alors pourquoi certaines planètes se désintègrent à la fleur de l’âge quand d’autres survivent des milliards et des milliards d’années ?

SOURCE: https://www.20minutes.fr/sciences/4078982-20240229-telescope-james-webb-chercheurs-percent-mystere-selection-naturelle-planetes

Ce télescope fait plus avancer les recherches plus que tous les autres télescopes 

Bonjour,

Pour quelques détails supplémentaires, voir

https://www.cnrs.fr/fr/presse/le-rayonnement-des-etoiles-massives-sculpte-les-systemes-planetaires

https://www.univ-grenoble-alpes.fr/actualites/a-la-une/actualites-recherche/le-rayonnement-des-etoiles-massive-sculpte-les-systemes-planetaires-1393286.kjsp

https://lio.univ-lyon1.fr/recherche/actualites/le-rayonnement-des-etoiles-massives-sculpte-les-systemes-planetaires

et aussi:

https://www.youtube.com/watch?v=vyL8w0sJLl4

Le rayonnement stellaire modèle les disques où naissent les planètes
Grâce au télescope spatial James-Webb, une équipe internationale emmenée par un chercheur du CNRS a observé que le rayonnement d’étoiles très lumineuses faisait s’évaporer le gaz contenu dans un disque protoplanétaire.
Par Pierre Barthélémy
Publié le 29 février 2024 à 20h00, modifié le 01 mars 2024 à 15h14

La région de la nébuleuse d’Orion, vue par le télescope spatial James-Webb, analysée par les chercheurs. NASA / ESA / CSA / S. FUENMAYOR / PDRS4ALL
Imaginez la scène au petit matin : pendant la nuit s’est déposée au sol une fine couche de neige
qu’un soleil radieux illumine. L’occasion ou jamais de faire un bonhomme de neige avec les enfants
(ou les petits-enfants…). Il faut vite les réveiller, servir leur petit déjeuner, chaudement les habiller.
Mais, le temps de se préparer, la chaleur de notre étoile a fait son œuvre et de ventru bonhomme
tout blanc il n’y aura point. Tout juste pourra-t-on former quelques menues boules de neige. C’est
ce scénario, adapté à un contexte astronomique, qu’une équipe internationale raconte jeudi
29 février dans Science : elle a observé que le rayonnement d’étoiles très lumineuses faisait
s’évaporer le gaz contenu dans un disque protoplanétaire et y empêchait la formation de planètes
géantes analogues à nos Jupiter et Saturne.
La scène que ces astrophysiciens ont regardée se déroule dans la nébuleuse d’Orion, la plus proche
des pouponnières d’étoiles, qui se situe à moins de 1 300 années-lumière. Pouponnière car, comme
l’explique Olivier Berné, directeur de recherche au CNRS à l’Institut de recherche en astrophysique
et planétologie (IRAP) et premier auteur de l’étude de Science, « la nébuleuse d’Orion a tout au
plus quelques millions d’années. Soit un millième de l’âge du Système solaire, qui est de plus de
4,5 milliards d’années, et on peut vraiment dire qu’on assiste à la petite enfance de ces étoiles ».
C’est le moment où, dans les disques de gaz et de poussières qui entourent les soleils naissants, se
forment les planètes. A l’aide du plus puissant instrument actuellement à leur disposition, à savoir le
télescope spatial James-Webb (JWST), les chercheurs se sont focalisés sur le disque protoplanétaire
nommé d203-506. Il abrite une étoile naine, invisible car cachée par la matière du disque. Cet astre
masqué n’est cependant pas tranquille dans son coin de nébuleuse car, à quelques années-lumière
seulement, se trouve l’amas du Trapèze, un groupe d’étoiles dont certaines sont très grosses et
brillantes. « La plus massive, précise Olivier Berné, a une luminosité cent mille fois supérieure à
celle du Soleil. »

Phénomène de photoévaporation
Pour d203-506, cet étincelant voisinage n’est pas sans conséquence, car il émet un rayonnement très
énergétique, composé d’ultraviolets (UV) et de rayons X. Grâce aux instruments du JWST, les
astrophysiciens ont pu déterminer à quel point la surface du disque était chauffée par cette lumière.
Température estimée : un millier de degrés Celsius. Or, rappelle le chercheur de l’IRAP, « la
température, c’est la mesure de l’agitation des particules. Quand elles s’agitent trop, elles peuvent
acquérir une vitesse telle qu’elle leur permet de s’échapper du champ gravitationnel ». Pour le dire
autrement, le disque protoplanétaire perd son gaz.
A quelle vitesse se produit cette « photoévaporation », pour reprendre l’expression savante ? Les
chercheurs estiment que la perte est de l’ordre d’un millionième de la masse du Soleil chaque
année. A ce rythme, « en moins d’un million d’années, il n’y aura plus de matière, calcule Olivier
Berné. En conclusion, ce sera difficile de former des planètes et en particulier des géantes
gazeuses. Il est possible que ce soit compliqué aussi pour les planètes telluriques ».

Cette étude est importante car elle permet de mettre des chiffres sur le phénomène de
photoévaporation, que la théorie prévoyait et que l’on avait déjà observé sans jamais pouvoir le
quantifier. Un manque que la précision du James-Webb a permis de pallier. Ce résultat va donc
enrichir les modèles qui simulent les disques protoplanétaires et il peut expliquer pourquoi les
petites étoiles, qui apparaissent souvent au sein de « portées » stellaires, sont moins fréquemment
accompagnées de planètes analogues à notre Jupiter.
Par ricochet, l’article de Science nous renvoie aux balbutiements de notre propre Système solaire.
Sans être aussi minuscule que l’étoile de d203-506, notre Soleil n’en est pas moins considéré par les
astronomes comme une étoile naine. Par ailleurs, les cosmochimistes ont trouvé dans des météorites
un isotope d’aluminium indiquant la présence d’au moins une étoile massive non loin du Soleil au
moment de sa naissance. Cela n’a cependant pas abouti à l’évaporation du disque protoplanétaire.
Jupiter et Saturne ont pu se former en se gavant de gaz, sans doute parce que le Soleil, qui est cinq à
dix fois plus massif que l’étoile de d203-506, disposait d’un champ gravitationnel suffisamment
puissant pour que son disque ne se fasse pas dépouiller.
Pierre Barthélémy