Bien que les anneaux planétaires soient extrêmement courants dans le système solaire, ils se sont avérés très difficiles à détecter sur des mondes en orbite autour d'autres étoiles. Des études de systèmes d'anneaux autour de planètes plus jeunes et éloignées pourraient aider à clarifier à quoi ressemblaient les planètes géantes de notre système solaire de près de 5 milliards d'années au cours des premiers millions d'années.
Pendant plus de vingt ans de recherche, les scientifiques n'ont réussi qu'une seule fois à trouver une exoplanète avec des anneaux, il s'est avéré être le super-Saturne J1407 B, en orbite autour de son étoile sur une orbite de 10 ans. Les prochaines observations du J1407 B ne seront possibles qu'au début des années 2020. Mais maintenant, peut-être qu'un deuxième géant annelé a été trouvé, à moitié caché dans un disque de gaz et de poussière qui entoure la jeune étoile.
Comment tout a commencé
Il y a plusieurs années, un étudiant diplômé de l'Université de Warwick (Angleterre) Hugh Osborne a découvert une caractéristique inhabituelle dans la brume sombre autour de l'étoile PDS 110. Pendant près de deux ans, des données sur l'objet mystérieux se trouvaient sur son bureau. Plus tard, un autre astronome, tout en observant la même étoile avec un autre instrument, a obtenu des données similaires. «À ce moment-là, il est devenu clair que c'était beaucoup plus intéressant que je ne le pensais au départ», dit Hugh Osborne.
Les observations, séparées par plus de 800 jours, étaient presque identiques. Les deux ont montré un étrange assombrissement de l'étoile pendant 25 jours - trop long pour être attribué à l'ombre d'une planète passant à travers le disque PDS 110. Osborne et ses collègues ont conclu que le signal inhabituel pourrait être un système en anneau autour d'un compagnon auparavant invisible se déplaçant à travers le disque qui est resté après la formation de l'étoile. gaz et poussières. Ces anneaux s'étendent sur environ 50 millions de kilomètres (près de 200 fois plus larges que les anneaux de Saturne, qui mesurent environ 280 000 kilomètres). Selon les estimations d'Osborne, un tel système d'anneaux ne pourrait être retenu que par un objet central massif - une planète géante potentielle plus grande que Jupiter. Alternativement, le compagnon invisible pourrait être une naine brune.
Tir de contrôle
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L'orbite de la planète annelée suggère les observations suivantes en septembre 2017. Même un télescope de taille moyenne devrait être capable de détecter l'ombre profonde des anneaux éclairés par l'étoile, permettant aux astronomes amateurs d'observer et d'étudier le système. Le troisième ensemble d'observations devrait fournir aux scientifiques des données qui confirmeront ou infirmeront l'existence des anneaux. «Une seule fois ne suffit pas pour convaincre quelqu'un. Même deux observations peuvent ne pas être liées. Mais il est peu probable que trois nombres identiques soient statistiquement aléatoires », a déclaré Joel Kastner, astronome au Rochester Institute of Technology.
Contrairement aux anneaux de Saturne, qui sont presque dans le même plan que l'orbite de la planète, les anneaux supposés autour du compagnon PDS 110 sont inclinés perpendiculairement comme Uranus, dépassant au-dessus du disque circumstellaire. Osborne dit qu'une telle distorsion pourrait être le résultat d'une interaction avec une autre planète invisible.
Pas si simple
Cependant, tous les astronomes ne sont pas convaincus que ce sont les anneaux. Bien qu'ils s'accordent sur la présence probable de matériel entourant l'exoplanète, ils ne sont pas sûrs de la stabilité du système d'anneau. Lorsque le monde traverse le disque d'une étoile deux fois à chaque révolution, le matériau entourant l'étoile doit extraire tous les anneaux de gaz et de poussière autour de la planète, les déformant. «Ce sera très probablement un nuage de débris au lieu d'anneaux, ne ressemblant pas à la structure autour de Saturne», explique l'astronome Jeffroy Lesour de l'Institut de Planétologie et d'Astrophysique de Grenoble (France).
Il est également possible que les données obtenues n'aient rien à voir avec la planète, mais concernent un ou plusieurs amas de débris retombant dans le disque circumstellaire. Ces disques ont tendance à être remplis de courants turbulents qui éjectent la matière du disque, uniquement pour le ramener. Les débris ainsi projetés peuvent coller ensemble en morceaux de taille conforme aux observations. Ensuite, un groupe particulièrement longévité, ou deux groupes indépendants qui sont arrivés par hasard au bon moment, pourraient expliquer la répétition observée.
Bien que de tels scénarios soient possibles, il est peu probable qu'ils produisent deux signaux indépendants, mais identiques, sur un intervalle de temps aussi long. Les anneaux seraient maintenus gravitationnellement en place par la planète, et les amas libres seraient faiblement couplés et sujets à un changement d'orbite. Il est difficile de voir comment ils auraient pu avoir la même forme au même moment après 800 jours.
Les observations détaillées de septembre devraient aider à distinguer les anneaux des rochers et même montrer des structures et des lacunes en leur sein. Si les anneaux sont confirmés, ce sera incroyable!
Les premiers millions d'années après leur formation, Saturne et Jupiter peuvent avoir eu d'énormes anneaux qui se sont séparés, fusionnés en lunes ou sont tombés sur des planètes. L'observation des mondes annulaires autour de jeunes étoiles aidera les scientifiques à mieux comprendre ce qui aurait pu se passer dans le système solaire précoce.
Roman Zakharov
