Le télescope spatial James Webb prend une superbe photo d’une ceinture d’astéroïdes extraterrestres
La première ceinture d’astéroïdes jamais découverte en dehors du système solaire est plus complexe que prévu, révèlent de nouvelles observations du télescope spatial James Webb (JWST).
Les astronomes ont utilisé JWST pour examiner le système d’anneaux poussiéreux autour Fomalhautune jeune étoile chaude située à environ 25 années-lumière de la Terre et visible à l’œil nu dans la constellation Piscis Austrinu, le Poisson du Sud.
Le système d’anneaux de Fomalhaut se compose de trois ceintures imbriquées qui s’étendent sur environ 14,3 milliards de miles (23 millions de kilomètres), soit environ 150 fois la distance entre la Terre et le soleil. Les anneaux sont plus complexes que les Ceinture de Kuiperun anneau de corps glacés au-delà de Neptune, ou la principale ceinture d’astéroïdes, qui se situe entre Jupiter et Mars, montrent les nouvelles observations du JWST.
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Les astronomes ont découvert une structure poussiéreuse entourant Fomalhaut en 1983 à l’aide du satellite astronomique infrarouge de la NASA. Pourtant les deux ceintures intérieures de ce système n’avaient jamais été aperçues avant cette observation avec le JWST.
On pense que les ceintures de poussière autour de la jeune étoile sont des débris de collisions entre des corps plus grands comme des astéroïdes et des comètes, et sont donc appelées « disques de débris ». Ces disques sont différents de disques protoplanétaires, qui contiennent des matériaux qui fusionnent plus tard pour former des planètes. Les disques de débris se forment plus tard, une fois les planètes en place.
« Je décrirais Fomalhaut comme l’archétype des disques de débris trouvés ailleurs dans notre galaxie, car il a des composants similaires à ceux que nous avons dans notre propre système planétaire », a déclaré András Gáspár de l’Université d’Arizona, l’auteur principal d’une étude annonçant le nouveau résultats, dit dans un communiqué (s’ouvre dans un nouvel onglet).
« En examinant les motifs de ces anneaux, nous pouvons en fait commencer à faire un petit croquis de ce à quoi un système planétaire devrait ressembler – si nous pouvions réellement prendre une image suffisamment profonde pour voir les planètes suspectes », a ajouté Gáspár.
La ceinture la plus externe de Fomalhaut, qui est deux fois plus grande que la ceinture de Kuiper, a été photographiée précédemment par le Le télescope spatial Hubble, l’Observatoire spatial Herschel et le Atacama Large Millimeter/submillimeter Array (ALMA) basé au sol. Cependant, aucun de ces instruments n’a pu voir la structure intérieure de la ceinture extérieure.
» Là où le JWST excelle vraiment, c’est que nous sommes capables de résoudre physiquement la lueur thermique de la poussière dans ces régions intérieures. Vous pouvez donc voir des ceintures intérieures que nous n’aurions jamais pu voir auparavant « , Schuyler Wolff, membre de l’équipe d’étude, également de l’Université de Arizona, a déclaré dans le même communiqué.
À l’avenir, les astronomes espèrent imager des disques de débris comme celui de Fomalhaut autour d’autres étoiles en utilisant JWST.
« Avec Hubble et ALMA, nous avons pu imager un tas d’analogues de la ceinture de Kuiper, et nous avons beaucoup appris sur la façon dont les disques externes se forment et évoluent », a poursuivi Wolff. « Mais nous avons besoin du JWST pour nous permettre d’imager une douzaine de ceintures d’astéroïdes ailleurs. Nous pouvons en apprendre autant sur les régions intérieures chaudes de ces disques que Hubble et ALMA nous en ont appris sur les régions extérieures plus froides. »
Tout comme Jupiter domine le principal Ceinture d’astéroïdes et Neptune sculpte la ceinture de Kuiper, les astronomes pensent que les disques de débris à l’extérieur du système solaire pourraient être façonnés par des planètes invisibles. Cela signifie qu’il pourrait bien y avoir une ou deux planètes cachées dans les anneaux autour de Fomalhaut.
« Nous ne nous attendions certainement pas à la structure plus complexe avec la deuxième ceinture intermédiaire, puis la ceinture d’astéroïdes plus large », a déclaré Wolff. « Cette structure est très excitante, car chaque fois qu’un astronome voit un espace et des anneaux dans un disque, il dit : ‘Il pourrait y avoir une planète intégrée façonnant les anneaux !' »
Une caractéristique déjà repérée par JWST dans les anneaux peut indiquer la présence de protoplanètes en formation. L’équipe a vu ce que Gáspár a appelé « le grand nuage de poussière », ce qui pourrait indiquer une collision dans l’anneau extérieur de Fomalhaut entre deux planètes infantiles « en construction ». Cette caractéristique pourrait donc être un nuage en expansion de très fines particules de poussière provenant de deux corps glacés qui se sont écrasés l’un contre l’autre.
Une caractéristique similaire a été repérée dans le même anneau par Hubble en 2008. Elle s’était dissipée au moment où le télescope spatial a réexaminé le système d’anneaux en 2014, ont déclaré des chercheurs.
Des enquêtes plus approfondies sur d’autres systèmes comme Fomalhaut avec JWST pourraient révéler comment les planètes se déplacent à travers ces disques plats en crêpe. L’observation du nuage de poussière lui-même, quant à elle, pourrait révéler des détails sur la structure de systèmes planétaires autres que le nôtre. Cela inclut de découvrir à quoi ressemblent leurs astéroïdes – qui sont beaucoup trop petits pour être vus même avec des instruments puissants comme JWST ou Hubble – et s’ils sont similaires aux roches spatiales qui tourbillonnent autour de notre étoile et de ses planètes.
Les recherches de l’équipe ont été publiées en ligne lundi 8 mai dans la revue Astronomie naturelle (s’ouvre dans un nouvel onglet).
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