Crédit d'image: Harvard CfA
Quel âge est trop âgé? Les joueurs de football professionnel ont tendance à atteindre leur apogée à la fin de la vingtaine et peu d'entre eux poursuivent leur carrière au-delà de 35 ans. Pour les jeunes stars, l'âge maximal pour la formation de la planète est d'environ 1 à 3 millions d'années. À 10 millions d'années, leurs ressources sont épuisées et ils se retirent pour vivre sur la stellaire «séquence principale».
À l'aide de télescopes au sol et dans l'espace, une équipe d'astronomes dirigée par Lee W. Hartmann et Aurora Sicilia-Aguilar (Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics) étudie les étoiles semblables au soleil dans leurs années de formation décroissantes, au sein de grappes plus anciennes que précédemment explorées . Ils cherchent à affiner notre compréhension de la formation des planètes en étudiant des disques protoplanétaires poussiéreux autour de ces étoiles. Leurs résultats, présentés aujourd'hui lors de la 204e réunion de l'American Astronomical Society à Denver, Colorado, définissent mieux la durée pendant laquelle les planètes pourraient se former.
"Alors que les planètes qui peuvent se former ne peuvent pas être détectées directement", a déclaré Sicilia-Aguilar, "nous pouvons voir des changements dans les disques d'accrétion poussiéreux circumstellaires provoqués lorsque les planètes balayent et accumulent de la masse."
"Les données ont également montré des différences dramatiques entre les étoiles de 3 et 10 millions d'années: les étoiles plus jeunes ont souvent des disques poussiéreux capables de former des planètes, alors que ces disques sont essentiellement absents dans la population plus âgée", a-t-elle poursuivi.
L'équipe a utilisé des données des télescopes de l'observatoire Whipple de la Smithsonian Institution, du télescope WIYN du Kitt Peak National Observatory et du Spitzer Space Telescope (ce dernier mis à disposition dans le cadre du programme de temps garanti de la caméra infrarouge PI Giovanni Fazio), pour réaliser ces découvertes.
"Nous essayons de comprendre l'évolution des disques protoplanétaires autour d'étoiles pas trop différentes du Soleil", a déclaré le chef d'équipe Lee W. Hartmann. «De nombreuses stars âgées d'environ 1 million d'années ont des disques, mais à 10 millions d'années, presque aucune n'a de disques. Nous essayons de trouver des étoiles à un âge intermédiaire et de «les attraper en train de former des planètes».
Les disques de poussière circstellaires enveloppent les jeunes étoiles, et les astronomes comprennent que c'est une caractéristique commune de l'évolution stellaire et de la formation possible du système planétaire. Les disques protoplanétaires initiaux contiennent le gaz et la poussière qui fournissent les matières premières pour la formation de systèmes planétaires ultérieurs.
«Une fois que les étoiles ont formé des planètes dans leurs disques et ont éliminé la plupart des matériaux, soit par accrétion sur l'étoile, soit par accrétion sur les planètes, soit par éjection, de petites quantités de poussière peuvent rester dans ce que l'on appelle des« disques de débris ». On pense que la poussière de débris est générée en continu par la collision de petits corps, tout comme la lumière zodiacale dans notre système solaire », a déclaré Hartmann.
L'équipe présente la première identification d'étoiles de faible masse dans les jeunes amas Trumpler 37 et NGC 7160. (Ces amas sont des associations lâches d'étoiles qui se sont formées ensemble dans un passé relativement récent.) «Les membres de l'amas confirment les estimations d'âge de 1 à 5 millions d'années pour Tr37 et à 10 millions d'années pour NGC 7160 », a déclaré Sicilia-Aguilar.
«Nous trouvons une accrétion active dans certaines étoiles de Tr37. Le taux d'accrétion moyen équivaut à engloutir 10 masses de Jupiter en un million d'années », a déclaré Sicilia-Aguilar. "Ceci est cohérent avec les modèles d'évolution des disques visqueux."
«En comparaison, nous n'avons détecté aucun signe d'accrétion active jusqu'à présent dans l'ancien cluster NGC 7160, suggérant que l'accrétion du disque se termine dans les 10 millions d'années. Cela coïncide probablement avec la phase majeure de la formation des planètes géantes. »
Trumpler 37 présente un intérêt plus immédiat, a déclaré Hartmann, car nous espérons trouver des étoiles avec des planètes de la taille de Jupiter qui accumulent encore du matériel à partir des disques, de sorte que les disques ne sont pas encore complètement nettoyés. Cependant, il peut y avoir quelques objets dans l'amas NGC 7160 vieux de 10 millions d'années qui forment également leurs planètes géantes. Tous les disques n'évoluent pas au même rythme.
«Ainsi, nous nous attendons à en savoir plus sur la fréquence des disques de débris et la vitesse à laquelle la poussière contenue dans ces disques est éliminée, en étudiant le cluster NGC 7160 vieux de 10 millions d'années et en le comparant au Trumpler 37», dit Hartmann.
En plus de Sicilia-Aguilar et Hartmann, les membres de l'équipe comprennent Cesar Briceno (Centro de Investigaciones de Astronomia), James Muzerolle (University of Arizona) et Nuria Calvet (Smithsonian Astrophysical Observatory). Ce travail a été soutenu par la subvention de la NASA NAG5-9670.
Basée à Cambridge, dans le Massachusetts, le Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA) est une collaboration conjointe entre le Smithsonian Astrophysical Observatory et le Harvard College Observatory. Les scientifiques du CfA, organisés en six divisions de recherche, étudient l'origine, l'évolution et le destin ultime de l'univers.
Source d'origine: communiqué de presse de Harvard CfA
