Pour la première fois, une pouponnière de planètes a été vue tourner, et elle dérègle la théorie

Le disque où naissent les planètes n’avait jamais été vu bouger. Autour d’AB Aurigae, une étoile encore assez jeune pour rester enveloppée du gaz et de la poussière dont elle s’est formée, ce disque a cette fois été suivi en pleine rotation : la première vue directe d’un berceau planétaire en mouvement, et non sous la forme d’un portrait immobile. Or ce mouvement ne colle pas tout à fait avec ce que prédisent les manuels.

Un disque protoplanétaire, c’est la matière restée autour d’une étoile neuve, la réserve brute à partir de laquelle s’assemblent planètes, lunes et comètes. Jusqu’ici, chaque observation se résumait à une photographie : un instant magnifique et immobile dont les astronomes déduisaient la façon dont l’ensemble devait tourner. Le voir bouger, c’est autre chose. On passe d’une hypothèse raisonnée à une mesure, et c’est dans les mesures que se logent les surprises.

L’essentiel du disque se comporte normalement. Ses régions extérieures enveloppent l’étoile selon la même mécanique orbitale qui maintient les planètes autour de notre Soleil. Plus près, certaines zones s’écartent du schéma attendu. Des nœuds brillants, où le gaz et la poussière s’accumulent, se trouvent exactement là où une planète géante en formation attirerait la matière vers elle. Des ombres ténues, projetées sur le disque par des structures trop petites ou trop sombres pour être vues de face, tournent plus vite qu’un disque lisse et vide ne le permettrait. L’équipe lit ce désaccord comme l’empreinte de planètes géantes encore en train d’accumuler de la masse.

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Le disque est immense à l’échelle de notre voisinage : il s’étend d’environ 30 à 600 fois la distance entre la Terre et le Soleil. Une planète y a déjà été photographiée, AB Aurigae b, une géante gazeuse d’environ neuf fois la masse de Jupiter, en orbite à quelque 93 distances Terre-Soleil. Le mouvement nouvellement observé laisse entendre qu’elle n’est pas seule et que d’autres corps prennent forme plus près de l’étoile.

L’image provient de l’instrument SPHERE, installé sur le Très Grand Télescope de l’Observatoire européen austral, au Chili, conçu pour masquer l’éclat de l’étoile et révéler la matière faible qui l’entoure. Des astronomes du CNRS et de l’université de Bordeaux ont cartographié la lumière infrarouge des grains de poussière du disque, puis comparé le déplacement de ces structures d’une campagne d’observation à l’autre pour reconstituer la rotation.

La prudence est inscrite dans la méthode. Les planètes en formation n’ont pas été photographiées : on les déduit des endroits où le disque s’emballe, et les ombres comme les zones brillantes sont des indices indirects, pas des portraits. Les modèles auxquels on compare le mouvement portent leurs propres hypothèses, et les observations couvrent quatre ans face à une orbite qui dure des siècles, quelques images d’un film qui se joue sur des vies entières. L’hypothèse des planètes cachées est l’explication la plus naturelle de l’écart, pas la seule envisageable.

Les travaux ont paru dans la revue Astronomy & Astrophysics et reposent sur trois campagnes d’observation réunies sur quatre ans. L’équipe compte continuer de surveiller le disque à mesure qu’entreront en service les prochains télescopes géants au sol, des instruments qui devraient transformer les ombres mobiles d’aujourd’hui en les planètes qui les projettent.

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