Une équipe d’astronomes de l’Université d’Arizona à Tucson a utilisé les télescopes spatiaux Hubble et James Webb de la NASA pour observer plus profondément que jamais. le disque de débris de près de 160 milliards de kilomètres de diamètre qui entoure Vega. « Les télescopes Hubble et Webb offrent une vue très claire de Vega. C’est un système mystérieux car il est différent des autres disques circumstellaires que nous avons observés », a déclaré Andras Gáspár de l’Université d’Arizona, membre de l’équipe de recherche. “Le disque de Vega est lisse, ridiculement lisse.”
La grande surprise pour l’équipe de recherche est qu’il n’existe aucune preuve claire qu’une ou plusieurs grandes planètes traversent le disque frontal comme des tracteurs chasse-neige. “Cela nous fait repenser la portée et la variété des systèmes exoplanétaires”, a déclaré Kate Su de l’Université de l’Arizona, auteur principal de l’article présentant les découvertes de Webb.
Hubble voit la lueur infrarouge d’un disque de particules de la taille d’un grain de sable tourbillonnant autour de l’étoile bleu-blanc étincelante qui est 40 fois plus brillante que notre Soleil. Hubble capture un halo extérieur de ce disque, avec des particules pas plus grosses que de la fumée et réfléchissant la lumière de l’étoile.
La répartition de la poussière dans le disque de débris de Vega est stratifiée car la pression de la lumière des étoiles pousse les petits grains plus rapidement que les gros. “Différents types de physique permettront de localiser des particules de différentes tailles à différents endroits”, a déclaré Schuyler Wolff de l’équipe de l’Université d’Arizona, auteur principal de l’article présentant les résultats de Hubble.
Le disque de Vega présente un espace subtil, à environ 60 UA (unités astronomiques) de l’étoile (deux fois la distance de Neptune au Soleil), mais il est par ailleurs très lisse sur toute sa longueur jusqu’à ce qu’il se perde dans l’éclat de l’étoile. Cela montre qu’il n’existe pas de planètes ayant au moins la masse de Neptune tournant sur de grandes orbites, comme c’est le cas dans notre système solaire, expliquent les chercheurs.
Nous étudions en détail la diversité des disques circumstellaires et comment cette diversité est liée aux systèmes planétaires sous-jacents. Nous découvrons beaucoup de choses sur les systèmes planétaires, même si nous ne pouvons pas voir ce qui pourrait être des planètes cachées », a ajouté Su.
Diversité des disques
Les étoiles nouvellement formées accumulent de la matière à partir d’un disque de poussière et de gaz qui constitue le reste aplati du nuage à partir duquel elles se sont formées. Au milieu des années 1990, Hubble a découvert des disques autour de nombreuses étoiles nouvellement formées. Ces disques sont probablement des lieux de formation, de migration et parfois de destruction de planètes. Les étoiles pleinement matures comme Vega ont des disques de poussière enrichis par les collisions continues de « voitures tamponneuses » entre des astéroïdes en orbite et des débris de comètes en évaporation. Ce sont des corps primordiaux qui peuvent survivre jusqu’à l’âge actuel de Vega, qui est de 450 millions d’années (notre Soleil est environ dix fois plus vieux que Vega). La poussière à l’intérieur de notre système solaire (considérée comme la lumière zodiacale) est également reconstituée par des corps mineurs qui expulsent la poussière à un rythme d’environ 10 tonnes par seconde. Cette poussière est poussée par les planètes. Cela fournit une stratégie pour détecter les planètes autour d’autres étoiles sans les voir directement, en observant uniquement leurs effets sur la poussière.
“Vega reste inhabituel”, a déclaré Wolff. “L’architecture du système Vega est nettement différente de celle de notre propre système solaire, où des planètes géantes comme Jupiter et Saturne empêchent la poussière de se propager comme cela se produit à Vega.
A titre de comparaison, il y a une étoile proche, Fomalhaut, qui est à peu près à la même distance, a le même âge et la même température que Véga. Mais l’architecture circumstellaire de Fomalhaut est très différente de celle de Vega. Fomalhaut possède trois ceintures de débris imbriquées.
Vega, située dans la constellation estivale de la Lyre, est l’une des étoiles les plus brillantes du ciel nordique. Il est légendaire car il a fourni la première preuve qu’il existait de la matière en orbite autour d’une étoile (vraisemblablement la matière nécessaire à la formation des planètes) comme foyer possible de la vie. Cette hypothèse a été formulée pour la première fois par Immanuel Kant en 1775, mais plus de 200 ans se sont écoulés avant que les premières preuves d’observation ne soient obtenues en 1984. Le satellite d’astronomie infrarouge (IRAS) de la NASA a détecté un étrange excès de lumière infrarouge provenant de poussière chaude, qui a été interprété comme une couche ou un disque de poussière s’étendant sur deux fois le rayon orbital de Pluton à partir de l’étoile.
