L’étoile flamboyante pourrait être due à l’enfer du disque de la jeune planète

Dirigés par l’Université de Leicester et financés par le Conseil britannique des installations scientifiques et technologiques (STFC), les scientifiques ont suggéré qu’une planète environ dix fois plus grande que Jupiter subit une “évaporation extrême” près de l’étoile en croissance, avec l’enfer arrachant du matériel de la planète et le jetant sur l’étoile.

Ils ont publié leurs découvertes dans la revue Avis mensuels de la Royal Astronomical Society. Les statistiques de telles éruptions dans les systèmes solaires en développement suggèrent que chacun pourrait être témoin d’une douzaine d’événements similaires d’élimination de planètes.

Les scientifiques ont concentré leur attention sur la protoétoile FU Ori, située à 1 200 années-lumière de notre système solaire, dont la luminosité a considérablement augmenté il y a 85 ans et n’a toujours pas atténué la luminosité habituellement attendue.

Alors que les astronomes pensent que l’augmentation de la luminosité de FU Ori est due à la chute de plus de matière sur la protoétoile à partir d’un nuage de gaz et de poussière appelé disque protoplanétaire, les détails de cela sont restés un mystère.

L’auteur principal, le professeur Sergei Nayakshin de l’école de physique et d’astronomie de l’Université de Leicester, a déclaré: “Ces disques alimentent les étoiles en croissance avec plus de matière, mais nourrissent également les planètes. Les observations précédentes ont fourni des indices alléchants d’une jeune planète massive en orbite très proche. Plusieurs idées ont été mis en avant sur la façon dont la planète a pu encourager une telle éruption, mais les détails n’ont pas fonctionné. Nous avons découvert un nouveau processus que vous pourriez appeler un «disque infernal» de jeunes planètes.

Les chercheurs dirigés par Leicester ont créé une simulation pour FU Ori, modélisant une planète géante gazeuse formée loin dans le disque par une instabilité gravitationnelle dans laquelle un disque massif se fragmente pour former d’énormes amas plus massifs que notre Jupiter mais beaucoup moins denses.

La simulation montre comment une telle graine planétaire migre très rapidement vers son étoile hôte, attirée par son attraction gravitationnelle. Alors qu’elle atteint l’équivalent d’un dixième de la distance entre la Terre et notre propre soleil, la matière autour de l’étoile est si chaude qu’elle enflamme efficacement les couches extérieures de l’atmosphère de la planète. La planète devient alors une source massive de matière fraîche alimentant l’étoile et la faisant grandir et briller plus fort.

Le co-auteur de l’étude, le Dr Vardan Elbakyan, également basé à Leicester, ajoute : « C’est la première étoile qui a été observée à subir ce genre d’éruption. Nous avons maintenant quelques dizaines d’exemples de telles éruptions d’autres jeunes étoiles se formant dans notre coin. Alors que les événements FU Ori sont extrêmes par rapport aux jeunes étoiles normales, d’après la durée et l’observabilité de ces événements, les observateurs ont conclu que la plupart des systèmes solaires émergents s’embrasent comme celui-ci une douzaine de fois alors que le disque protoplanétaire est autour.

Le professeur Nayakshin ajoute : « Si notre modèle est correct, il peut avoir de profondes implications pour notre compréhension de la formation des étoiles et des planètes. Les disques protoplanétaires sont souvent appelés pépinières de planètes. les chercheurs du système les imaginaient, ce sont plutôt des endroits extrêmement violents et chaotiques où de nombreuses – peut-être même la plupart – de jeunes planètes sont brûlées et littéralement dévorées par leurs étoiles.

“Il est maintenant important de comprendre si d’autres étoiles flamboyantes peuvent effectivement être expliquées avec le même scénario.”

Cette étude a reçu un financement du Conseil des installations scientifiques et technologiques (STFC), qui fait partie de UK Research and Innovation (UKRI).