« Un anneau pour les gouverner tous. » Dans La Terre du Milieu, peut-être, mais dans l'espace il en faudra bien plus ! Le radiotélescope géant Alma a pu observer pas moins de 24 disques de débris qui montrent les prémices de la formation des planètes.

Ces disques représentent un chaînon manquant dans notre connaissance des processus liés à la formation planétaire. Lorsqu'une planète se crée autour d'une étoile, il se forme d'abord une sorte de disque de poussière, parfois qualifié de « bébé-planète ». Un stade durant lequel les roches ne se sont pas encore agrégées et où il n'y a d'astre suffisamment massif pour pouvoir parler de planète au sens habituel du terme.

Ensuite, lorsque la poussière s'agglomère, la masse de l'objet augmente et avec elle sa gravité, ce qui aide à ajouter encore plus de débris jusqu'à aboutir à une forme sphérique plus facilement reconnaissable, une « planète adulte ».

Un ado discret et fuyant

Seulement, entre les deux, le stade « adolescent » est encore très mal connu, que ce soit par manque d'observation ou même de modélisation, puisqu'il reste de nombreux mystères sur la manière dont la matière s'agrège alors même qu'il n'y a pas encore de corps possédant une gravité suffisante pour l'attirer de manière efficace.

Vue d'artiste d'un disque planétaire. © Nasa

Ici, le radiotélescope Alma, à l'aide de ses dizaines d'antennes géantes réparties dans le désert chilien, a pu fournir des images pour 24 de ces disques intermédiaires, signes de cette période adolescente des planètes.

La trouvaille fait l'objet d'une étude parue dans la revue Astronomy & Astrophysics. Un véritable défi, car ces disques de débris sont plusieurs milliers de fois moins brillants que les disques de gaz chargés en énergie où les planètes émergent réellement. Cela a rendu l'observation de ces disques trop jeunes extrêmement complexe, mais pas au point d'échapper aux antennes particulièrement performantes d'Alma qui ont récolté des signaux radio émis par les poussières et les molécules, jusqu'à traduire tout cela en une image.

Un processus chaotique et anarchique

Mais ce qui a le plus surpris les scientifiques a été la diversité des disques trouvés. Certains sont fins, d'autres épais, certains sont symétriques et d'autres chaotiques, il y en a avec des restes d'autres disques, d'autres avec du gaz en grande quantité.

Tout cela montre non seulement une extrême diversité dans les processus de formation des planètes, mais aussi un aspect extrêmement chaotique qui, là aussi, colle bien avec l'analogie « adolescente » de ce stade de formation !

Pour les auteurs de l'étude, ces planètes pas encore totalement formées nous montrent la jeunesse de notre Système solaire : une période encore brouillonne durant laquelle la matière s'est séparée de manière anarchique, balayée par des ondes gravitationnelles et les forces gravifiques changeantes des planètes en train de grossir.

Pris sous différents angles dans diverses régions de la galaxie, ces disques protoplanétaires sont particulièrement bien détaillés : une aubaine pour les chercheurs qui espèrent en percer les secrets. © ExoAlma

Le but, désormais, est de comprendre comment ces ensembles disparates finiront, un jour, par former un système planétaire plus harmonieux et calme, où un disque similaire à ceux-ci perdurera, à la manière de la ceinture de Kuiper qui s'étend aujourd'hui au-delà de l'orbite de Neptune.

Voir les ancêtres de telles structures sur des systèmes exoplanétaires est rare, surtout avec ce niveau de détails. Et cela devrait donner de la matière aux scientifiques pour de futurs travaux sur le sujet, notamment car ces observations sont désormais libres d'accès pour tous les astronomes à travers le monde.