Une nouvelle étude révèle qu’un flux de gaz colossal, s’étendant sur des milliers de milliards de kilomètres, serait la cause de l’inclinaison prononcée du disque protoplanétaire du système triple GW Orionis. Cette découverte, basée sur des observations d’ALMA, éclaire un mécanisme clé de la formation planétaire et de la diversité des architectures stellaires. Le système GW Orionis, situé à 1 500 années-lumière dans la constellation d’Orion, est connu pour ses anneaux de poussière désalignés.
Le système triple GW Orionis et son disque atypique
GW Orionis est un jeune système stellaire triple, situé à environ 1 500 années-lumière de la Terre dans la constellation d’Orion. Ce système est entouré d’un disque protoplanétaire circumtrinaire, caractérisé par plusieurs anneaux distincts. Contrairement à notre Système Solaire où les planètes orbitent sur un plan relativement plat et aligné avec la rotation du Soleil, le disque de GW Orionis présente une architecture singulière. Des études antérieures avaient déjà révélé un désalignement marqué entre ses anneaux intérieurs, médians et extérieurs, chacun étant incliné selon un angle différent.
Détection d’un flux gazeux colossal
Une nouvelle recherche publiée dans The Astronomical Journal, menée par Maria Galloway-Sprietsma, doctorante à l’Université de Floride, identifie la cause probable de cette inclinaison. L’équipe a détecté un flux de gaz massif, s’étendant sur des milliers de milliards de kilomètres — approximativement 1 600 milliards de kilomètres (un trillion de miles) — qui s’écoule vers GW Orionis. Ce « courant » de matière cosmique alimente le système stellaire en formation.
Les données proviennent de l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA), qui a permis d’observer des isotopologues de monoxyde de carbone (CO). Le 12CO a été utilisé pour cartographier l’étendue et la structure de vitesse du flux gazeux, révélant ainsi l’ampleur du déplacement de la matière. Simultanément, le 13CO a permis de sonder les parties les plus denses de ce courant, offrant une mesure de la quantité de gaz présente. L’utilisation combinée de ces isotopes est une méthode courante et efficace en astrophysique pour caractériser les flux de gaz et offre ici une compréhension détaillée du mouvement et de la composition du courant alimentant GW Orionis.
Mécanisme de l’inclinaison des anneaux
Les modélisations de l’équipe ont montré que l’angle d’impact de ce flux gazeux sur le disque correspond étroitement à l’inclinaison observée de l’anneau extérieur. Maria Galloway-Sprietsma a déclaré dans un communiqué de presse : « Lorsque notre équipe a modélisé l’afflux de ce courant, nous avons constaté que l’angle d’impact sur le disque est étroitement aligné avec l’anneau extérieur. » Cette corrélation suggère un lien direct entre le courant de gaz et la géométrie particulière du disque protoplanétaire de GW Orionis.
Ce processus d’accrétion de matière depuis un courant externe peut expliquer pourquoi certains systèmes planétaires présentent des plans orbitaux très inclinés par rapport à l’équateur stellaire. L’étude propose ainsi un mécanisme plausible pour la formation de disques désalignés, une configuration de plus en plus souvent observée autour d’autres étoiles jeunes. Les auteurs ont précisé dans leur publication que : « GW Ori est un système stellaire triple avec un disque comportant trois anneaux de poussière désalignés. Nous présentons des données de lignes moléculaires CO isotopologues d’ALMA, révélant un streamer alimentant le disque en 12CO et 13CO. »
Implications pour la formation planétaire
Cette découverte enrichit notre compréhension des processus de formation stellaire et planétaire. Les modèles simplifiés décrivent souvent l’effondrement de nuages d’hydrogène moléculaire froid en protostars, qui accrètent ensuite du gaz pour atteindre la masse critique et initier la fusion nucléaire. Cependant, des observations de plus en plus précises, permises par des télescopes avancés comme ALMA et le Very Large Telescope (VLT) de l’ESO, révèlent une complexité bien plus grande et des dynamiques inattendues, comme celles observées pour GW Orionis.
La présence de flux de gaz massifs, capables de perturber la dynamique des disques protoplanétaires de manière aussi significative, met en lumière les multiples facteurs qui façonnent les systèmes stellaires et, par extension, les futurs systèmes planétaires. Les résultats obtenus par cette équipe de recherche fournissent des preuves concrètes d’un mécanisme qui pourrait expliquer la diversité des architectures orbitales planétaires observées au-delà de notre propre Système Solaire. Cette recherche est essentielle pour affiner les théories actuelles sur l’émergence des exoplanètes et pour mieux comprendre les conditions initiales qui déterminent leurs configurations orbitales finales.
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