Avez-vous déjà réalisé l’immense diversité existant dans l’univers ? Des galaxies d’âges et de formes les plus variées, des étoiles naissantes, d’autres anciennes et même mortes, d’innombrables astéroïdes et comètes, des trous noirs… , en plus de ceux qui orbitent autour d’autres étoiles – les soi-disant exoplanètes.
L’immensité de l’univers est pleine de mystères. L’un d’eux, cependant, a peut-être été démêlé par des chercheurs japonais. Image : Zakharchouk – Shutterstock
Nous avons des planètes avec une lune, comme la Terre, d’autres avec plusieurs, comme Jupiter (avec 79) et Saturne (avec 82). Il y a aussi ceux entourés d’anneaux – Saturne étant le plus célèbre d’entre eux, mais la caractéristique est également présente sur Jupiter, Neptune et Uranus, bien que les structures soient si ténues qu’elles soient presque invisibles.
Maintenant, saviez-vous qu’il existe aussi des anneaux sans planètes ? C’est vrai : des anneaux simples en orbite autour d’étoiles, sans planète à l’intérieur. Ce phénomène, communément appelé en astronomie le « mystère des planètes perdues », a peut-être enfin été éclairci.
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La recherche utilise des simulations de superordinateurs pour expliquer les anneaux sans planètes
D’après le site Physique, les jeunes étoiles sont entourées de plusieurs disques protoplanétaires (constitués de matériaux cosmiques pouvant donner naissance à des planètes). L’un des radiotélescopes les plus puissants au monde, l’Atacama Large Millimeter/submillimeter Array, connu sous son acronyme, a observé une variété de modèles d’anneaux et de trous plus denses et moins denses dans ces disques protoplanétaires.
Des simulations de supercalculateurs illustrent les trois phases de la migration planétaire – un phénomène qui peut expliquer l’existence d’anneaux « sans planète ». Image : Kazuhiro Kanagawa, ALMA (ESO/NAOJ/NRAO)
Plusieurs études rapportent les effets gravitationnels des planètes se formant dans les disques comme justifications pour expliquer ces structures. Cependant, aucune de ces approches n’a réussi à localiser de telles planètes près des anneaux.
De nouvelles simulations de superordinateurs montrent qu’après avoir créé un anneau, une planète peut se déplacer et laisser derrière elle cette structure de gaz et de poussière. Cela fait partie d’une recherche publiée vendredi dernier (12) dans The Astrophysical Journal.
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Une équipe composée de scientifiques de l’Université d’Ibaraki, de l’Université de Kogakuin et de l’Université de Tohoku au Japon a utilisé le supercalculateur le plus puissant au monde dédié à l’astronomie, l’ATERUI II de l’Observatoire astronomique national du Japon, pour simuler le cas d’une planète éloignée de son emplacement initial. formation.
Leurs résultats ont montré que dans un disque à faible viscosité, un anneau formé à l’emplacement initial d’une planète ne bouge pas lorsque la planète migre vers l’intérieur (c’est-à-dire que l’anneau reste de la même taille même si la planète “décroît” jusqu’à ce qu’elle disparaisse).
La formation d’anneaux lâches passe par trois phases
L’équipe a identifié trois phases distinctes. Dans la phase I (début de la migration planétaire), l’anneau initial reste intact pendant que la planète se déplace vers l’intérieur. Dans la phase II (pendant la migration planétaire), l’anneau initial commence à se déformer et un deuxième anneau commence à se former au nouvel emplacement de la planète. Dans la phase III (fin de la migration planétaire), l’anneau initial disparaît, laissant les restes du deuxième anneau, qui occupent toute la zone, formant un grand disque lâche de poussière et de gaz.
Ces résultats aident à expliquer pourquoi les planètes sont rarement vues dans ces anneaux, et les trois phases identifiées dans les simulations correspondent bien aux modèles observés dans les vrais anneaux, selon les chercheurs.
Les observations à haute résolution des télescopes de nouvelle génération, qui seront mieux à même de rechercher des planètes proches de l’étoile centrale, aideront à déterminer dans quelle mesure ces simulations représentent la réalité.
