Une jumelle de la Terre pourrait se cacher dans un épais disque de poussière.

Notre système solaire est assez étincelant de propreté quand il s’agit de poussière. Ce n’est pas nécessairement le cas ailleurs, alors que beaucoup d’autres étoiles sont entourées d’épais disques de débris. Ceux-ci pourraient être les parfaits endroits pour trouver des planètes ressemblant à la Terre.

C’est le constat de l’astrophysicien de l’Observatoire de Bordeaux (France), Sean Raymond. Il a dirigé plus de 500 simulations par ordinateur pour observer comment la présence de grands disques denses de débris, qui ont déjà été repérés autour de plus d’une centaine d’étoiles, pourraient servir comme prédicateur d’exoplanètes ressemblant à la Terre.

Image d’entête : ce concept artistique de la NASA, montre une très jeune étoile entourée par un disque de gaz et de poussière, les matières premières à partir desquelles des planètes rocheuses, comme la Terre, sont censées se former.

L’idée est assez simple : ces disques sont composés et entretenus par la collision d’objets rocheux qui sont laissés par la formation de planètes telluriques. Pour que le disque subsiste, il a besoin d’être régulièrement approvisionné de nouveau matériel rocheux et d’être gravitationnellement stable, ce qui signifie qu’il n’y a pas de géantes gazeuses qui influencent et étirent de part et d’autre le système solaire.

Comme Raymond l’explique, ces mêmes conditions sont idéales pour l’existence de mondes ressemblant à la Terre :

Pour que les disques de débris existent autour de vielles étoiles, vous avez besoin d’un environnement calme, sans dynamique de fortes perturbations gravitationnelles. Pour former des planètes terrestres, vous avez besoin de la même chose. Donc, il est logique que ces deux résultats doivent être corrélés. Je pense que l’implication la plus importante de ces résultats est que, si j’ai raison, les disques de débris pourraient agir comme panneaux de signalisation pour les systèmes ayant une forte probabilité d’avoir des planètes rocheuses et, dans certains cas, des planètes comme la Terre.

Ci-dessous : ce concept d’artiste montre une étoile qui vient de naitre, La planète LkCa 15b (citée dans l’étude) et son étoile parente, qui a été trouvé à 45 années lumière de la Terre dans la constellation du Taureau.

Bien sûr, tous les systèmes solaires, avec des planètes comme la Terre, n’ont pas de disques de débris. En effet, la plus célèbre planète semblable à la Terre, que vous connaissez tous, la Terre (…), se trouve dans un système solaire sans disque de débris à proprement parler. Mais ce n’était probablement pas toujours le cas, ce qui signifie que ces disques pourraient révéler des mondes comme la Terre dans leur enfance planétaire.

Raymond explique :

Alors, pourquoi n’avons-nous pas cette poussière ? Eh bien, il s’avère que, à plus d’un demi-milliard d’années après sa formation, le système solaire était doté d’un éclatant disque de débris ! Comme c’est le cas pour les autres étoiles, la poussière était produite par des planétésimaux glacés, rentrant occasionnellement en collision et se broyant eux-même plus loin. Cette population d’objets planétésimaux est la primordiale Ceinture de Kuiper, et nous pensons qu’elle contenait environ 50 masses terrestres de matériau, au moins 100 fois plus de masse que ce qu’elle n’est aujourd’hui.

Cette version de la ceinture de Kuiper, cependant, a probablement été soufflée plus loin par Uranus et Neptune, il y a environ 3,8 milliards d’années, dans le cadre d’une période connue sous le nom de Grand bombardement tardif, nous donnant le système relativement exempt de débris solaire que nous connaissons aujourd’hui.

Ci-contre, la Ceinture de Kuiper actuellement.

De toute façon, si toutes ces simulations informatiques s’en rapprochent, ces disques de débris sont l’endroit idéal pour être à la recherche d’une jumelle de la Terre. Raymond conclut qu’il y a « une forte probabilité » de trouver des planètes terrestres à l’intérieur d’un système solaire donné, avec un disque de débris et ceux qui sont libres de la gravité destructrice des géantes gazeuses ont encore une meilleure chance.

Les résultats de la recherche ont été publiée dans la revue “peer-reviewed” : the journal Astronomy & Astrophysics : Chemistry in disks – V. Sulfur-bearing molecules in the protoplanetary disks surrounding LkCa15, MWC480, DM Tauri, and GO Tauri.