HD 95086, un analogue de HR 8799?

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Des centaines de planètes ont été découvertes par les méthodes des vitesses radiales et des transits mais elles ne représentent que la partie émergée de l’iceberg car ce sont essentiellement les exoplanètes très proches de leur étoiles qui sont détectées. La majorité d’entre elles n’ont pas pu se former où elles se trouvent aujourd’hui et sont les rescapées d’une partie de billard cosmique. Pour étudier des planètes plus proches de celles que l’on trouve dans le système solaire, avec des géantes gazeuses très éloignées de leur soleil, il faut se tourner vers l’imagerie directe. Mais il est presque impossible de photographier une planète car à notre distance elles sont noyées dans la lumière stellaire. Une autre méthode est plus indirecte: il s’agit de se concentrer sur l’étude des disques de débris entourant les étoiles, gravats laissés par la formation des planètes. Ils sont faciles à détecter et dans leurs sillons sont gravés l’histoire et la configuration des planètes qui les accompagnent dans l’ombre.

Vue d’artiste d’une étoile accompagnée de son cortège de planètes et de ses disques de poussières. Crédit: NASA

HD 95086 est une étoile âgée de seulement 17 millions d’années appartenant à l’association d’étoiles Lower Centaurus Crux (LCC) située à 295 années lumières du Soleil. Elle attiré l’attention des scientifiques l’année dernière lorsqu’une planète cinq fois plus massive que Jupiter a été photographiée autour d’elle. L’étoile a un excès de luminosité dans l’infrarouge, ce qui indique qu’elle est entourée d’un disque de débris et de poussières.

Image de HD 95086 b prise au VLT, la position de l’étoile est signalée par l’astérisme, le cercle bleu fait 30 UA (distance Soleil-Neptune). Crédit: ESO/J. Rameau

Dans une nouvelle étude,  Kate Su et son équipe annoncent la découverte de la signature de cristaux d’olivine dans le disque de débris entourant l’étoile grâce au Télescope Spatial Spitzer dans l’infrarouge. Ces cristaux d’olivine proviendraient d’une roche appelée forstérite qui entreraient dans la composition du disque à hauteur de 5% en masse ce qui en fait un disque relativement pauvre en fer, l’un des composants de l’olivine.

Ils ont également réanalysés des images du système prises par le Télescope Spatial Herschel (également dans l’infrarouge) et ont reconstitué l’architecture du système.  D’après eux, les débris et poussières entourant HD 95086 pourraient être séparés en plusieurs composants:

-Une ceinture de débris à 175K (-98°C) à 7 UA;

-Un disque froid à 55K (-218°C) à 60 UA;

-Un halo de poussières étendu jusqu’à 800 UA.

A cela peut s’ajouter une ceinture à 300K (27°C) suggérant la formation de planètes telluriques en ce moment même dans la région la plus interne du système.

Architecture des systèmes de HR 8799 et HD 95086. Crédit: NASA

L’espace entre la ceinture de débris et le disque froid peut être expliqué par la présence de planètes. HD 95086 b se trouve effectivement dans la zone mais pour débarrasser un espace aussi large de tout débris son orbite devrait être très excentrique ce qui est peu probable. Les chercheurs prédisent donc l’existence d’une à trois planètes supplémentaires (à 12, 26 et 56 UA) entre les la ceinture et le disque. La configuration à quatre planètes géantes et l’architecture du système rappelle beaucoup le système de HR 8799 une des grandes stars de la discipline mais considéré comme un cas rare.

HD95086

Quatre configurations possibles du système planétaire entourant HD 95086 permettant d’expliquer la l’espace vide entre la ceinture de débris et le disque froid. Image extraite de Kate Y. L. Su et al. 2014.

Cette architecture rappelle également le système solaire. Nous avons aussi une ceinture d’astéroïdes et un disque (la ceinture de Kuiper) et un halo au delà. Nous avons également quatre planètes géantes (mais beaucoup moins massives) situées entre la ceinture d’astéroïdes et la ceinture de Kuiper. Les systèmes HR 8799 et HD 95086 sont vus comme des versions agrandies et beaucoup plus jeunes de notre propre système solaire. En les étudiant, les astronomes espèrent percer les secrets de la formation de la Terre et des autres planètes tournant autour du Soleil.

Références:

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