Des astronomes utilisant le télescope Gemini South de 8 mètres au Chili ont observé de nouveaux détails dans le disque poussiéreux entourant l'étoile voisine Beta Pictoris qui montrent qu'une grande collision entre des corps de taille planétaire peut y être survenue aussi récemment que ces dernières décennies.
Les observations dans l'infrarouge moyen fournissent la meilleure preuve à ce jour de l'occurrence de rencontres énergétiques entre les planétésimaux au cours du processus de formation planétaire.
"C'est comme si nous regardions en arrière depuis environ 5 milliards d'années et observions notre propre système solaire tel qu'il se transformait en ce que nous voyons aujourd'hui", a déclaré le Dr Charles Telesco de l'Université de Floride qui dirigeait l'équipe. «Notre recherche est un peu comme un détective qui dépoussière les empreintes digitales pour comprendre une scène de crime, mais dans ce cas, nous utilisons la poussière comme traceur pour montrer ce qui s'est passé dans le nuage. Les propriétés de la poussière montrent non seulement qu'il s'agissait d'une énorme collision, mais qu'elle s'est probablement produite récemment à des échelles de temps astronomiques et même humaines. »
Les données de l'équipe ont révélé une concentration significativement plus élevée de petits grains de poussière dans une région du disque de débris qui a donné à Beta Pictoris une apparence déséquilibrée dans les observations précédentes. Selon le membre de l'équipe, le Dr Scott Fisher de l'Observatoire des Gémeaux, ce sont les propriétés uniques de cette fine poussière qui permettent de spéculer sur le moment de cette collision. "Beaucoup d'entre nous se souviennent de piler la poussière de craie des gommes à l'école ,? il a dit. «Après avoir éternué plusieurs fois, vous ouvrez une fenêtre et la fine poussière s'envole. Dans Beta Pictoris, le rayonnement de l'étoile emportera assez rapidement les fines particules créées par la collision. Le fait que nous les voyions encore dans nos observations signifie que la collision s'est probablement produite au cours des 100 dernières années. Assurément, mes grands-parents étaient en vie lorsque cette collision s'est produite.
Des modèles informatiques réalisés à l'Université de Floride par des membres de l'équipe, le Dr Stanley Dermott, le Dr Tom Kehoe et le Dr Mark Wyatt (du Royal Observatory, Édimbourg, Royaume-Uni) montrent que les délais nécessaires pour éliminer cette fine poussière en Beta Pictoris sont sur l'ordre des décennies. "Ce processus élimine les particules de poussière plus petites très rapidement et laisse derrière les plus gros débris", a déclaré Dermott. "Les plus grosses particules finiront par se disperser dans le nuage alors qu'il orbite autour de l'étoile centrale et le bloc lumineux que nous voyons maintenant se dissoudra essentiellement dans le disque."
On pense que les disques de matériaux entourant les étoiles tels que Beta Pictoris contiennent des objets de toutes tailles, des petits grains de poussière similaires à la poussière domestique aux gros planétésimaux ou aux planètes en développement. Comme tous ces objets tournent autour de l'étoile, tout comme la Terre tourne autour du Soleil, ils entrent en collision de temps en temps. La plus grande de ces rencontres catastrophiques laisse derrière elle des nuages de débris révélateurs de poussière fine observables aux longueurs d'onde infrarouges. En collectant des images haute résolution sur une large bande de la partie infrarouge thermique du spectre, l'équipe de recherche des États-Unis, du Royaume-Uni et du Chili a pu étudier un tel nuage dans le plus grand disque Beta Pictoris et analyser les images pour déterminer la distribution spatiale et estimer la taille des particules de débris dans la foulée post-collision.
Une collision similaire à celle-ci pourrait bien avoir créé notre propre Lune il y a plusieurs milliards d'années lorsqu'un corps de la taille de Mars est entré en collision avec ce qui allait devenir la Terre. Alors que la Lune elle-même s'est formée à partir de grosses roches et de débris créés par la collision, les petites particules de poussière ont été emportées par la pression de radiation du jeune Soleil. Dans le système Beta Pictoris, le rayonnement de l'étoile centrale souffle à environ 15 fois l'intensité du Soleil, éliminant les petits grains encore plus rapidement.
Parce que le disque Beta Pictoris est orienté vers nous sur le bord, l'asymétrie observée est visible sous la forme d'un «bloc» lumineux. dans le nuage de matière en forme de cigare en orbite autour de l'étoile centrale. Les images Gemini révèlent également de nouvelles structures dans le disque qui pourraient montrer où les planètes se forment dans le système. L'équipe étudie toujours ces caractéristiques et des observations de suivi sont prévues à l'aide du nouveau miroir argenté de 8 mètres de Gemini South. Ce revêtement argenté (maintenant sur les deux télescopes Gemini) fait des télescopes jumeaux les installations les plus puissantes sur Terre pour ce type de recherche infrarouge.
Beta Pictoris a été l'un des premiers disques «circumstellaires» découverts par les astronomes. Il a été initialement détecté dans les données IRAS (Infrared Astronomy Satellite) en 1983 par une équipe dirigée par le Dr Fred Gillett (anciennement Gemini's Lead Scientist), puis imagé par le Dr Bradley Smith et le Dr Richard Terrile. Sa nature déséquilibrée était apparente même à ce moment-là, mais jusqu'à récemment, les observations ont produit des données insuffisantes à des résolutions suffisamment élevées pour montrer la nature grumeleuse de cette asymétrie et estimer la distribution relative des particules dans le nuage.
Les données Gemini ont été obtenues en utilisant le spectrographe à caméra thermique Gemini (T-ReCS) sur le télescope Gemini South sur Cerro Pachón au Chili.
L'équipe internationale a publié ses résultats et ses conclusions dans le numéro du 13 janvier de la revue Nature et à San Diego, en Californie, lors de la 205e réunion de l'American Astronomical Society.
Source d'origine: communiqué de presse Gemini
