Note de l'éditeur: Ce post invité a été écrit par Andy Tomaswick, un ingénieur électricien qui suit les sciences et technologies spatiales.
Comme l'a célèbre remarqué l'astronome Carl Sagan, «Nous sommes tous faits d'étoiles». Il en va de même des multitudes de planètes extra-solaires qui sont actuellement découvertes à un rythme époustouflant. Ce que Sagan voulait dire, c'est que tous les éléments plus lourds que l'hydrogène et l'hélium, communément appelés «métaux» pour les astrophysiciens, doivent être créés dans les fours intérieurs des étoiles. Mais il faut du temps aux étoiles pour créer ces éléments plus lourds, et comme elles sont nécessaires pour démarrer les planètes, ces intervalles de temps pourraient avoir un impact majeur sur la formation du système solaire.
De nouvelles recherches menées par l'Université de Copenhague avec l'aide du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics jettent un éclairage sur ces périodes. Dans un article récemment présenté lors d'une réunion de l'American Astronomical Society, Lars Buchhave et son équipe ont sélectionné plus de 150 étoiles avec des systèmes planétaires connus qui ont été cataloguées par la mission Kepler de la NASA. Ils ont ensuite étudié la teneur en métal de ces étoiles et la taille des planètes dans leurs systèmes solaires. Ils ont découvert que les planètes géantes gazeuses étaient plus susceptibles de se former autour d'étoiles riches en métaux, tandis que les planètes terrestres étaient également susceptibles de se former autour d'étoiles riches en métaux ou pauvres en métaux.
Comme l'explique l'équipe, la raison de cela s'inscrit parfaitement dans le modèle «d'accrétion du noyau» de la formation planétaire. Chaque géant gazier a un noyau métallique autour duquel l'hydrogène et l'hélium s'accumulent. Cependant, s'il n'y a pas de noyau à collecter, les éléments plus légers seront emportés par les vents stellaires alors que l'étoile est encore relativement jeune. Si une étoile a une teneur en métal suffisamment élevée, ses planètes potentielles pourraient être capables de former rapidement un grand noyau métallique, avant que les vents ne fassent leur travail. Le cœur attirera alors par gravitation le gaz restant vers lui et un nouveau géant gazier est né.
En revanche, la formation des planètes terrestres ne dépend pas de l'hélium et de l'hydrogène et n'est donc pas soumise aux mêmes contraintes de temps. Si une étoile a une teneur en métal plus faible, cela pourrait prendre plus de temps pour former des planètes terrestres, mais tous les ingrédients sont toujours là. Essentiellement, il n'y a pas de limite supérieure de temps pour qu'une planète terrestre se forme alors qu'une géante gazière doit se développer rapidement pour garder son hydrogène et son hélium piégés dans le système solaire.
Comme toute bonne recherche, ces résultats ouvrent bien d'autres questions. À quelle vitesse un noyau de gaz géant doit-il se former avant que son matériau ne soit perdu? Les planètes terrestres sont-elles beaucoup plus courantes étant donné leur plus grande échelle de temps de création et leurs étoiles mères potentielles plus nombreuses? Les travaux futurs sur les systèmes planétaires extra-solaires pourraient aider à apporter plus de réponses.
Légende de l'image principale: La conception de cet artiste montre une étoile nouvellement formée entourée d'un disque protoplanétaire tourbillonnant de poussière et de gaz. Crédit: Université de Copenhague / Lars Buchhave
Source: Centre Harvard-Smithsonian d'astrophysique
