En ce qui concerne les exoplanètes, nous avons découvert un éventail d'extrêmes - des mondes extraterrestres qui ressemblent plus à de la science-fiction qu'à de la réalité. De puissantes perturbations gravitationnelles des deux étoiles peuvent facilement broyer une planète en poussière, et encore moins l'empêcher de se former en premier lieu.
Une nouvelle étude a découvert une paire frappante de disques de formation de planète très mal alignés dans le jeune système d'étoiles binaires HK Tau. C'est l'image la plus claire jamais vue de disques protoplanétaires autour d'une étoile double, mettant en lumière la naissance et l'orbite éventuelle des planètes dans un système d'étoiles multiples.
«Le réseau Atacama Large Millimeter / submillimeter (ALMA) nous a donné une vue sans précédent d'une étoile principale et de son compagnon binaire arborant des disques protoplanétaires mutuellement décalés», a déclaré Eric Jensen du Swarthmore College dans un communiqué de presse. "En fait, nous assistons peut-être à la formation d'un système solaire qui pourrait ne jamais s'installer."
Les deux étoiles du système - situées à environ 450 années-lumière dans la constellation du Taureau - ont moins de quatre millions d'années et sont séparées d'environ 58 milliards de kilomètres, soit 13 fois la distance de Neptune par rapport au Soleil.
La haute sensibilité et la résolution sans précédent d’ALMA ont permis à Jensen et à ses collègues de résoudre complètement la rotation des deux disques protoplanétaires de HK Tau.
«Il est plus facile d'observer la dispersion des gaz et des poussières car ils ont plus de surface - de la même manière qu'il peut être difficile de voir un petit morceau de craie à distance, mais si vous broyez la craie et dispersez le nuage de poussière de craie, vous pouvez le voir de plus loin », a déclaré Jensen à Space Magazine.
Le gaz de monoxyde de carbone orbite autour des deux étoiles en deux larges ceintures qui tournent clairement - le côté qui tourne loin de nous est décalé vers le rouge, tandis que le côté qui tourne vers nous est décalé vers le bleu.
"Ce que nous trouvons dans ce système binaire, c'est que les deux disques en orbite sont orientés très différemment l'un de l'autre, avec un angle d'environ 60 ou 70 degrés entre leurs plans orbitaux", a déclaré Jensen à Space Magazine. Parce que les disques sont tellement désalignés, il est clair qu'au moins un est également désynchronisé avec l'orbite de leurs étoiles hôtes.
"Ce désalignement clair nous a donné un regard remarquable sur un jeune système d'étoiles binaires", a déclaré la co-auteur Rachel Akeson de la NASA Exoplanet Science Institute au California Institute of Technology. "Bien qu'il y ait eu des indices avant que ce type de système désaligné existe, c'est l'exemple le plus propre et le plus frappant."
Les étoiles et les planètes se forment à partir de vastes nuages de poussière et de gaz. De petites poches dans ces nuages s'effondrent sous l'effet de la gravité. Mais à mesure que la poche se rétrécit, elle tourne rapidement, la région extérieure s'aplatissant en un disque turbulent. Finalement, la poche centrale devient si chaude et dense qu'elle enflamme la fusion nucléaire - à la naissance d'une étoile - tandis que le disque externe - maintenant le disque protoplanétaire - commence à former des planètes.
Malgré leur formation à partir d'un disque plat et régulier, les planètes peuvent se retrouver sur des orbites très excentriques et peuvent être désalignées avec l'équateur de l'étoile. Une explication probable est qu'une étoile compagnon binaire les influence - mais seulement si son orbite est initialement mal alignée avec les planètes.
"Parce que ces disques sont désalignés avec l'orbite binaire, il en sera de même pour les orbites de toutes les planètes qu'ils forment", a déclaré Jensen à Space Magazine. "Ainsi, à long terme, le compagnon binaire influencera ces orbites de la planète, les faisant osciller et tendant à se rapprocher davantage de l'orbite binaire, et en même temps à devenir plus excentriques."
Pour l'avenir, les chercheurs veulent déterminer si ce type de système est typique ou non. Si c'est le cas, alors les forces de marée des étoiles compagnes peuvent facilement expliquer les propriétés orbitales qui rendent le présent échantillon d'exoplanètes si différent des planètes de notre propre système solaire.
Les résultats seront publiés dans Nature le 31 juillet 2014.
