Dans cette forge d’exoplanètes rougeoyante, la naissance d’une lune capturée pour la première fois

La naissance d’une lune lointaine et extraterrestre a été repérée par les astronomes, la première fois qu’un phénomène encore peu compris a été observé. Bien que les lunes – comme la nôtre – ne soient pas rares, les opportunités réelles de les observer, ainsi que les planètes, se sont révélées insaisissables.

Cela n’a pas empêché les théories de se développer, même si la chance de les comparer à ce qui se passe dans la réalité a été rare. Cela change maintenant, grâce aux nouvelles observations de l’exoplanète PDS 70c – une énorme planète semblable à Jupiter à près de 400 années-lumière de la Terre – avec le Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) d’Atacama.

L’ALMA n’est pas seulement un radiotélescope, mais en fait 66 d’entre eux, répartis dans le désert d’Atacama au nord du Chili. Avec lui, les scientifiques peuvent scruter l’univers sur les longueurs d’onde millimétriques et submillimétriques du spectre électromagnétique. Le résultat est une résolution spatiale cinq fois meilleure que celle du télescope spatial Hubble.

Ce que l’instrument peut capturer en action, cependant, dépend de ce qui se passe réellement dans l’univers. Les astronomes avaient déjà repéré ce qui ressemblait à un disque lunaire autour du PDS 70c, mais ont eu du mal à distinguer le disque de l’environnement qui l’entoure. Maintenant, avec ALMA, ils ont surmonté cet obstacle.

“Notre travail présente une détection claire d’un disque dans lequel des satellites pourraient se former”, a déclaré Myriam Benisty, auteur principal de la nouvelle étude et chercheuse à l’Université de Grenoble, en France, et à l’Université du Chili, à propos des résultats. “Nos observations ALMA ont été obtenues à une résolution si exquise que nous avons pu clairement identifier que le disque est associé à la planète et nous sommes en mesure de contraindre sa taille pour la première fois.”

Le disque a à peu près le même diamètre que la distance de notre Soleil à la Terre. Il comprend une masse suffisante, quant à lui, pour faire trois satellites de la taille de notre propre Lune. PDS 70c est adjacent à PDS 70b, une autre exoplanète repérée pour la première fois en 2018. Plus tôt cette année, Hubble a pu suivre PDS 70b alors qu’il se régalait de gaz et de poussière pour construire sa propre masse.

Dans le même temps, cependant, des disques circumplanétaires – formés autour de planètes comme PDS 70b et PDS 70c alors qu’ils accumulent de la poussière et du gaz à proximité immédiate – s’assemblent également en des corps de plus en plus gros. Ceux-ci finissent par devenir des lunes.

C’est du moins la théorie générale : les détails manquent encore.

“Plus de 4000 exoplanètes ont été découvertes jusqu’à présent, mais toutes ont été détectées dans des systèmes matures”, explique Miriam Keppler, chercheuse à l’Institut Max Planck d’astronomie en Allemagne et l’une des co-auteurs de l’étude. « PDS 70b et PDS 70c, qui forment un système rappelant la paire Jupiter-Saturne, sont les deux seules exoplanètes détectées à ce jour qui sont encore en train de se former. »

Fait intéressant, les nouvelles observations d’ALMA suggèrent que le PDS 70b n’est pas entouré par le même disque circumplanétaire, et peut donc ne pas former des lunes de la même manière. Il est théorisé que le PDS 70c a en fait accaparé les matériaux de poussière et de gaz. Une enquête future – y compris l’utilisation du nouveau télescope extrêmement grand de l’ESO, toujours en cours mais conçu pour offrir une résolution beaucoup plus grande – devrait aider à éclairer à quel point les mouvements de gaz entourant le PDS 70c sont en jeu.

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