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Deux études, utilisant les observations du télescope spatial Herschel et de l'interféromètre au sol ALMA, montrent que l'anneau de débris de l'étoile Fomalhaut héberge une poussière fine produite par des milliers de collisions quotidiennes.
La photographie de l'étoile Fomalhaut prise par le télescope spatial Hubble en 2005 marque les esprits, car elle n'est pas sans rappeler l'œil de Sauron dans le film Le Seigneur des Anneaux. Pour les astrophysiciens, cette étoile jeune – âgée de quelques centaines de millions d'années et située à 25 années-lumière de la Terre – est un objet d'étude riche d'enseignement sur la formation des systèmes stellaires et planétaires. Elle héberge un anneau de poussières situé à plus de trois fois la distance entre le Soleil et Pluton, probablement sculpté par la présence d'une ou plusieurs planètes.
Des équipes internationales d'astrophysiciens ont utilisé le télescope spatial Herschel et l'interféromètre radio ALMA dans le désert d'Atacama, au Chili, pour étudier la nature de l'anneau. Celui-ci serait une version jeune de la ceinture de Kuiper dans le Système solaire. On trouve dans ces deux structures des astéroïdes glacés qui n'ont pas pu s'assembler pour former des planètes. L'anneau de Fomalhaut présente aussi une grande quantité de poussière. Avec les données de Herschel sur les propriétés d'absorption, d'émission et de diffusion de la lumière par l'anneau, les astrophysiciens ont montré que les grains de poussière n'excèdent pas une taille de quelques micromètres. Cela est en contradiction avec les résultats du télescope spatial Hubble, qui trouve aussi des grains plus importants de l'ordre du millimètre. Il est possible de concilier ces observations en supposant que les particules de poussière s'agglutinent dans des agrégats peu liés, conservant les propriétés optiques des grains les plus fins, de façon similaire aux particules de poussières cométaires de notre propre système solaire.
Néanmoins, une nouvelle question émerge : comment se régénère cet anneau de fines poussières qui devrait être normalement soufflé par le vent stellaire ? L'équipe d'Herschel suppose que des collisions fréquentes d'astéroïdes alimentent continuellement ce réservoir. Il faudrait 2 000 collisions d'objets de plus d'un kilomètre de diamètre par jour pour produire suffisamment de poussière qui compenseraient les pertes dues au vent stellaire. Cela implique la présence de plus de 1 000 milliards d'astéroïdes dans l'anneau, soit suffisamment de matière pour fabriquer plus d'une centaine fois la masse de la Terre.
Une autre équipe d'astrophysiciens ont utilisé l'interféromètre ALMA pour étudier et expliquer la structure de cet anneau de poussières. Ses bords sont très nets et ont probablement été forgés par l'interaction gravitationnelle avec des planètes compagnons situés sur des orbites encadrant cet anneau de poussières. Les données d'ALMA et les simulations numériques suggèrent que ces planètes ont une masse d'au plus quelques fois celle de la Terre.
ALMA ne fonctionne pour l'instant qu'avec un quart de ses télescopes. Quand il sera au maximum de ses capacités, l'interféromètre pourra étudier pleinement Fomalhaut, un système idéal pour observer ce qui se passe au sein d'un disque de débris et les mécanismes de formation de planètes autour d'une étoile jeune.
http://www.pourlascience.fr/ewb_pages/a/actualite-des-poussieres-dans-l-il-de-fomalhaut-29763.php
Lun 7 Mai - 13:18