Des astrophysiciens de l'Université de Central Lancashire (UCLan) ont découvert que les planètes ont des formes aplaties comme des smarties juste après leur formation, plutôt que d'être sphériques comme on le pensait auparavant.
Les résultats de la recherche, acceptés pour publication dans Astronomy & Astrophysics Letters, montre que les protoplanètes, qui sont de très jeunes planètes récemment formées autour des étoiles, sont des structures aplaties appelées sphéroïdes aplatis. L'article est actuellement accessible sur le serveur de préimpression arXiv.
L'équipe, de l'Institut Jeremiah Horrocks de mathématiques, physique et astronomie de l'UCLan, a utilisé des simulations informatiques pour modéliser la formation des planètes selon la théorie de l'instabilité des disques, qui suggère que les protoplanètes se forment dans des délais courts à partir de la rupture de grands disques rotatifs de gaz dense en orbite autour de jeunes étoiles.
En adoptant cette approche, l’équipe a déterminé les propriétés des planètes, les a comparées aux observations et a examiné le mécanisme de formation des planètes géantes gazeuses. Ils se sont concentrés sur l’étude de la forme des jeunes planètes et sur la manière dont ces planètes pourraient devenir de grandes planètes géantes gazeuses, encore plus grandes que Jupiter. Ils ont également examiné les propriétés des planètes se formant dans diverses conditions physiques, telles que la température ambiante et la densité des gaz.
Dr Adam Fenton, titulaire d'un doctorat récemment diplômé. étudiant, a dirigé la recherche. Il a déclaré : « De nombreuses exoplanètes, qui sont des planètes en orbite autour d'étoiles dans d'autres systèmes solaires en dehors du nôtre, ont été découvertes au cours des trois dernières décennies. Bien que plusieurs milliers d'entre elles aient été observées, la manière dont elles se forment reste inexpliquée.
"On pense qu'ils se forment soit par "accrétion centrale", qui est une croissance progressive de particules de poussière qui se collent ensemble pour former des objets de plus en plus gros sur de longues périodes, soit directement par la rupture de grands disques protostellaires en rotation autour de jeunes étoiles. dans des délais courts, ce que nous appelons la théorie de l'instabilité des disques.
"Cette théorie est séduisante car de grandes planètes peuvent se former très rapidement à de grandes distances de leur étoile hôte, ce qui explique certaines observations d'exoplanètes.
"Il s'agissait d'un projet informatique extrêmement exigeant nécessitant un demi-million d'heures de processeur sur l'installation informatique haute performance DiRAC du Royaume-Uni. Mais les résultats étaient étonnants et en valaient la peine."
Le Dr Dimitris Stamatellos, lecteur en astrophysique à l'UCLan et co-chercheur, a déclaré : « Nous étudions la formation des planètes depuis longtemps, mais jamais auparavant nous n'avions pensé à vérifier la forme des planètes au fur et à mesure qu'elles se forment dans les simulations. toujours supposé qu'ils étaient sphériques.
"Nous avons été très surpris qu'il s'agisse de sphéroïdes oblats, assez semblables aux smarties."
La confirmation observationnelle de la forme aplatie des jeunes planètes pourrait répondre à la question critique sur la façon dont les planètes se forment, en pointant vers le modèle d'instabilité de disque actuellement moins favorisé plutôt que vers la théorie standard de la formation des planètes par accrétion du noyau.
Les chercheurs ont également découvert que les nouvelles planètes se développent à mesure que des matières tombent sur elles, principalement depuis leurs pôles plutôt que depuis leurs équateurs.
Ces découvertes ont des implications importantes pour l'observation de jeunes planètes, car elles suggèrent que la façon dont les planètes apparaissent à travers un télescope dépend de l'angle de vue. De telles observations de jeunes planètes sont importantes pour comprendre le mécanisme de formation des planètes.
Les chercheurs poursuivent cette découverte avec des modèles informatiques améliorés pour examiner comment la forme de ces planètes est affectée par l'environnement dans lequel elles se forment et pour déterminer leur composition chimique afin de la comparer avec les futures observations du télescope spatial James Webb (JWST).
L'observation de jeunes planètes est devenue possible ces dernières années grâce à des installations d'observation telles que l'Atacama Large Millimeter Array (ALMA) et le Very Large Telescope (VLT).
Plus d'informations : Adam Fenton et al, La structure 3D des protoplanètes à instabilité discale, arXiv (2024). DOI : 10.48550/arxiv.2402.01432
Fourni par Astronomy & Astrophysics
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