Les nouvelles données du télescope spatial Spitzer de la NASA donnent aux astronomes une idée de la façon dont les disques protoplanétaires pourraient agir comme un frein pour ralentir la rotation stellaire. Spitzer a recueilli des données sur 500 jeunes étoiles dans la nébuleuse d'Orion. Les étoiles qui tournent le plus vite n’ont alors pas de disques planétaires. Il se pourrait que le champ magnétique de l'étoile interagisse avec le disque planétaire, ralentissant l'étoile.
Les astronomes utilisant le télescope spatial Spitzer de la NASA ont trouvé des preuves que des disques poussiéreux de matériaux formant une planète tirent et ralentissent les jeunes étoiles tourbillonnantes qu'ils entourent.
Les jeunes étoiles sont pleines d'énergie, tournant comme des sommets en une demi-journée ou moins. Ils tourneraient encore plus vite, mais quelque chose freine. Alors que les scientifiques avaient théorisé que les disques formant des planètes pourraient être au moins une partie de la réponse, démontrer que cela avait été difficile à faire jusqu'à présent.
"Nous savions que quelque chose devait garder la vitesse des étoiles sous contrôle", a déclaré le Dr Luisa Rebull du Spitzer Science Center de la NASA, Pasadena, Californie. "Les disques étaient la réponse la plus logique, mais nous avons dû attendre Spitzer pour voir les disques . "
Rebull, qui travaille sur le problème depuis près d'une décennie, est l'auteur principal d'un nouvel article dans le numéro du 20 juillet de l'Astrophysical Journal. Les résultats font partie d'une quête pour comprendre la relation complexe entre les jeunes étoiles et leurs systèmes planétaires en plein essor.
Les étoiles commencent leur vie comme des boules de gaz qui s'effondrent et qui tournent de plus en plus vite au fur et à mesure qu'elles rétrécissent, comme des patineurs sur glace virevoltants tirant dans leurs bras. Alors que les étoiles tournent, l'excès de gaz et de poussière s'aplatit dans les disques environnants ressemblant à des crêpes. On pense que la poussière et le gaz dans les disques finissent par s'agglutiner pour former des planètes.
Les étoiles en développement tournent si vite que, sans contrôle, elles ne se contracteront jamais complètement et ne deviendront jamais des étoiles. Avant la nouvelle étude, les astronomes avaient émis l'hypothèse que les disques pourraient ralentir les étoiles super rapides en tirant sur leurs champs magnétiques. Lorsque les champs d'une étoile passent à travers un disque, on pense qu'ils s'enlisent comme une cuillère dans de la mélasse. Cela verrouille la rotation d'une étoile sur le disque qui tourne plus lentement, de sorte que l'étoile qui rétrécit ne peut pas tourner plus rapidement.
Pour prouver ce principe, Rebull et son équipe se sont tournés vers Spitzer pour obtenir de l'aide. Lancé en août 2003, l'observatoire infrarouge est un expert dans la recherche des disques tourbillonnants autour des étoiles, car la poussière dans les disques est chauffée par la lumière des étoiles et brille aux longueurs d'onde infrarouges.
L'équipe a utilisé Spitzer pour observer près de 500 jeunes étoiles dans la nébuleuse d'Orion. Ils ont divisé les étoiles en filateurs lents et en filets rapides et ont déterminé que les fileurs lents sont cinq fois plus susceptibles d'avoir des disques que les disques rapides.
«Nous pouvons maintenant dire que les disques jouent un rôle dans le ralentissement des étoiles dans au moins une région, mais il pourrait y avoir une multitude d'autres facteurs fonctionnant en tandem. Et les étoiles peuvent se comporter différemment dans différents environnements », a déclaré Rebull.
Les autres facteurs qui contribuent au ralentissement d’une étoile sur de plus longues périodes incluent les vents stellaires et éventuellement les planètes adultes.
Si les disques planétaires ralentissent les étoiles, cela signifie-t-il que les étoiles avec des planètes tournent plus lentement que les étoiles sans planètes? Pas nécessairement, selon Rebull, qui a déclaré que les étoiles à rotation lente pourraient simplement prendre plus de temps que les autres étoiles pour nettoyer leurs disques et développer des planètes. Ces étoiles à floraison tardive donneraient en fait à leurs disques plus de temps pour mettre les freins et les ralentir.
En fin de compte, la question de savoir comment le taux de rotation d'une étoile est liée à sa capacité à soutenir les planètes reviendra aux chasseurs de planètes. Jusqu'à présent, toutes les planètes connues de l'univers tournent autour des étoiles qui se retournent paresseusement. Notre soleil est considéré comme un slowpoke, marchant actuellement à un rythme d'une révolution tous les 28 jours. Et, en raison des limites de la technologie, les chasseurs de planètes n'ont pas pu trouver de planètes extrasolaires autour d'étoiles zippées.
«Nous devrons utiliser différents outils pour détecter des planètes autour d'étoiles à rotation rapide, tels que des télescopes terrestres et spatiaux de nouvelle génération», a déclaré le Dr Steve Strom, astronome à l'Observatoire national d'astronomie optique de Tucson, en Arizona.
Les autres membres de l’équipe de Rebull sont les Drs. John Stauffer du Spitzer Science Center; S. Thomas Megeath à l'Université de Toledo, Ohio; et Joseph Hora et Lee Hartmann du Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics, Cambridge, Mass. Hartmann est également affilié à l'Université du Michigan, Ann Arbor.
Le Jet Propulsion Laboratory de la NASA, à Pasadena, en Californie, gère la mission Spitzer Space Telescope pour la Direction des missions scientifiques de la NASA, Washington. Les opérations scientifiques sont menées au Spitzer Science Center du California Institute of Technology. Caltech gère le JPL pour la NASA.
Pour une animation illustrant la façon dont les disques ralentissent les étoiles et pour plus d'informations sur Spitzer, visitez www.spitzer.caltech.edu/spitzer.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL / Spitzer
