Observer la formation des planètes dans les disques
Des observations en infrarouge et en radio pour tenter de comprendre la formation des planètes:
Comment se construisent des planétésimaux à partir de blocs de roches et de glaces de taille métrique ? Les planètes géantes migrent-elles vraiment vers l’intérieur des disques protoplanétaires en y ouvrant un sillon ? Comment se passe l’assemblage des planètes telluriques dans la zone habitable ? Difficile de répondre à toutes ces questions tant que nous n’avons pratiquement aucune observation directe de ce qui se passe à l’intérieur d’un disque protoplanétaire. Comme les disques sont opaques au rayonnement visible, c’est en infrarouge et en radio qu’il faut aller chercher les réponses. La résolution spatiale et la sensibilité dans ces domaines sont pour l’instant insuffisantes pour obtenir des images de disques. En infrarouge, les instruments actuels et en projet sur des interféromètres comme le VLTI (Very Large Telescope Interferometer) de l’ESO devraient éclairer quelque peu ce qui se passe dans les régions centrales près de l’étoile, mais il sera extrêmement difficile d’obtenir des images.
Dans le domaine radio, les astronomes attendent avec impatience la mise en service, dans les années 2010, de l’interféromètre ALMA (Atacama Large Millimeter Array). Il s’agit d’un interféromètre de 64 télescopes fonctionnant aux longueurs d’onde millimétriques et submillimétriques. ALMA est en cours de construction par l’Europe, les Etats-Unis, le Canada et le Japon, à 5000 m d’altitude dans le désert d’Atacama, au Nord du Chili. ALMA sera un instrument unique pour étudier les disques protoplanétaires sous toutes leurs coutures : taille, dynamique, composition chimique, température, nature des poussières. ALMA ne sera pas capable de «voir» directement les protoplanètes même géantes, mais devrait en revanche nous donner des images des sillons tracés par ces planètes dans leur disque protoplanétaire, à quelques U.A. de l’étoile (dans la région des planètes géantes pour le système solaire).
Une source d’informations précieuses pour valider les idées théoriques et les simulations numériques de formation des planètes géantes. Autre projet, moins avancé mais tout aussi intéressant pour l’étude des planètes en formation dans les disques: SKA, le «Square Kilometer Array». À nouveau, il s’agit d’un interféromètre radio, mais fonctionnant à des longueurs d’onde comprises entre le mètre et le centimètre. SKA apportera deux informations essentielles: la première est la distribution de taille des grains de poussières dans différentes régions des disques, autour de la taille critique du centimètre. La seconde, c’est toujours la structure du disque: sillon, ondes spirales créées par les protoplanètes, mais maintenant à moins d’une U.A. de l’étoile, dans la zone habitable. Comme la période de révolution à cette distance est de l’ordre de l’année, en observant à des intervalles de quelques mois, on pourra même détecter des changements dans la structure du disque dus au mouvement de la planète. Pour étudier ainsi directement la formation de planètes semblables à la Terre, il laudra cependant que les chercheurs patientent un peu: SKA est un projet très ambitieux qui ne verra sans doute pas le jour avant les années 2015 à 2020.
Vidéo : Observer la formation des planètes dans les disques
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